Georges Lemaître – bedenker van de oerknal

Georges Lemaître en Albert Einstein

Georges Lemaître en Albert Einstein

Georges Lemaître was een Belgische katholiek priester, natuurkundige en astronoom. Hij was de eerste die een definitieve formulering opstelde over het idee van een uitdijend heelal en wat bekend werd als de Oerknaltheorie over het ontstaan van het heelal. Lemaître noemde dit zelf de hypothese van het oeratoom oftewel het “kosmische ei”.

Georges Henri Joseph Lemaître werd op 17 juli 1894 in Charleroi, België geboren. Na een opleiding aan een Jesuitenschool begon hij op 17-jarige leeftijd aan een opleiding tot civiel ingenieur aan de Katholieke Universiteit van Leuven. In 1914 onderbrak hij zijn studie om tijdens de Eerste Wereldoorlog als artillerie officier te dienen in het Belgische leger. Aan het eind van de oorlog kreeg hij het Militaire Kruis met palmen.

Na de oorlog studeerde Lemaître natuurkunde en wiskunde en parallel daaraan begon hij aan de voorbereidingen voor zijn priesterschap. In 1920 behaalde hij zijn doctoraat en in 1923 werd hij tot priester gewijd. In datzelfde jaar begon hij aan zijn studie astronomie aan de Universiteit van Cambridge in Engeland. Hij werkte daar samen met Arthur Eddington die hem leerde over de moderne kosmologie, stellaire astronomie en numerieke analyse. In 1924 bracht hij een jaar door aan het Harvard College Observatory in Massachusetts en het Massachusetts Institute of Technology (MIT). In 1925 keerde hij terug naar België waar hij deeltijd docent en later voltijds professor werd aan de Katholieke Universiteit van Leuven. Hij bleef daar de rest van zijn carrière.

In 1927 ontdekte Lemaître een aantal oplossingen voor voor Einsteins veldvergelijkingen over relativiteit die een uitdijend heelal beschrijven (In 1922 had de Rus Alexander Friedmann deze oplossingen ook al bedacht maar dat wist Lemaître niet). Zijn artikel, dat hem uiteindelijk internationale roem zou opleveren, werd in 1927 gepubliceerd in het relatief onbekende tijdschrift “Annales de la Société Scientifique de Bruxelles”. In dit artikel presenteerde hij zijn nieuwe idee over het uitdijende heelal en deed hij ook een eerste uitspraak over wat later de Wet van Hubble zou worden en leverde hij de eerste, op waarnemingen gebaseerde, schatting van de Hubble constante.

In 1929, na bijna 10 jaar waarnemen publiceerde Hubble zijn definitieve artikel waarin hij beschreef dat de roodverschuiving van licht dat afkomstig is van verre sterrenstelsels evenredig is met hun afstand en daarmee werd de voorspelling van Lemaître over het uitdijende heelal bevestigd. Echter Lemaître’s model van het heelal kreeg weinig aandacht totdat het werd gepubliceerd door de bekende Engelse astronoom Arthur Eddington die het beschreef als een briljante oplossing voor onopgeloste problemen in de kosmologie. Hij zorgde er voor dat de theorie van Lemaître werd vertaald en in 1931 opnieuw werd gepubliceerd in de “Monthly Notices” van de Royal Astronomical Society.

Tijdens een bijeenkomst van de Britisch Association in 1931 in Londen waar het ging over de relatie tussen het natuurkundige universum en spiritualiteit sprak Lemaître voor het eerst over zijn idee dat het heelalvanuit een enkel punt is geëxpandeerd. Hij noemde dit het “oeratoom” of het “kosmische ei” dat exploderende aan het begin van het ontstaan van het heelal. Dit idee werkte hij later uit in een artikel dat later in dat jaar in het tijdschrift “Nature” verscheen.

Lemaître beargumenteerde dat als materie zich overal terugtrekt het aannemelijk is dat in een ver verleden alle materie zich dicht bij elkaar bevond en als we dan maar ver genoeg terug gaan in de tijd het hele heelal enorm klein en zwaar was. Hij sprak, enigszins vaag, over een instabiliteit veroorzaakt door radioactief verval van het oeratoom die voldoende was voor een enorme explosie die de uitdijing van het heelal in gang zette. Deze theorie werd later bekend als de Oerknal-theorie oftewel de “Big Bang” nadat de Engelse geleerde Fred Hoyle er in 1949 een sarcastische opmerking over maakte.

Aanvankelijk werd het idee van Lemaître met sceptisch ontvangen door zijn collega’s en zelfs zijn leermeester Eddington noemde het idee “weerzinwekkend”. Ook Einstein was aanvankelijk niet bereid om Lemaître’s idee over een uitdijend heelal te aanvaarden. Maar hij kon wel waardering uitbrengen voor het argument van Lemaître dat een statisch einsteiniaans model van het heelal niet onbeperkt tot het verleden is terug te brengen. Einstein stelde dat de wiskunde van Lemaître correct is maar dat zijn natuurkunde abominabel is.

In 1933 was de theorie al wat meer geaccepteerd en schreven kranten over de hele wereld over de beroemde Belgische wetenschapper en werd hij gezien als de leider van de nieuwe kosmologische natuurkunde en ging ook Einstein overstag.

In 1934 ontving Lemaître de Francqui prijs, de hoogste Belgische wetenschappelijke onderscheiding. In 1936 werd hij gekozen tot lid van de Pontifical Academy of Sciences waarvan bij in 1960 president werd en hij tot zijn dood lid bleef. In 1941 werd hij tot lid gekozen van de Belgische Royal Academy of Sciences and Arts en in 1953 kreeg hij de allereerste Eddington medaille van de Royal Astronomical Society.

In de jaren 50 gaf hij zijn leraarschap aan de universiteit van Leuven gedeeltelijk op en in 1964 ging hij helemaal met pensioen. Hij besteedde daarna zijn tijd aan numerieke berekeningen en hij was zeer geïnteresseerd in de ontwikkeling van computers en programmeertalen.

Georges Lemaître stierf op 20 juni 1966 kort na de ontdekking van de kosmische achtergrondstraling die aanvullend bewijs leverde over zijn ideeën over de geboorte van het heelal.

 

Eerste publicatie: 17 juli 2017