thumb|Georges met zijn broer Jacques in 1914 thumb|Lemaître tussen Millikan en Einstein in het California Institute of Technology (1933)
Georges Henri Joseph Edouard Lemaître (Charleroi, 17 juli 1894 – Leuven, 20 juni 1966) was een Belgisch priester, astronoom, kosmoloog, wiskundige en natuurkundige. Zijn belangrijkste wetenschappelijke bijdragen leverde hij aan de algemene relativiteitstheorie en aan de kosmologie door zijn hypothese van het uitdijende heelal (1927) en als grondlegger van de oerknaltheorie (1931). Lemaître was hoogleraar aan de Katholieke Universiteit Leuven, titulair kanunnik, vanaf 1960 pauselijk huisprelaatErik Meeussen. Georges Lemaître. In: ODIS. Record last modified date: 17 juli 2013. Available from World Wide Web: http://www.odis.be/lnk/PS_8795 en tevens vanaf 1960 tot aan zijn dood voorzitter van de Pauselijke Academie voor de Wetenschappen, waar hij reeds sinds 1931 lid van was.
Levensloop
Vorming en opleiding Lemaître was de oudste van vier zonen van Joseph Lemaître en Marguerite Lannoy. Vanaf 1904 ging hij naar school in het jezuïetencollege du Sacré-Cœur in Charleroi. Daar rondde hij in 1910 zijn Grieks-Latijnse humaniora af. Nadat het glasbedrijf van zijn vader volledig uitbrandde, verhuisde het gezin in oktober 1910 naar Brussel, waar zijn vader voortaan als jurist ging werken voor de Société Générale. Lemaître volgde dan een voorbereidend jaar aan het Sint-Michielscollege in Etterbeek en studeerde vanaf 1911 voor mijningenieur aan de Katholieke Universiteit Leuven. Bovendien volgde hij er een opleiding in de thomistische wijsbegeerte en werd hij (in 1919) baccalaureus. Bij het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog in augustus 1914 sloten Lemaître en zijn jongere broer Jacques zich aan bij het vijfde vrijwilligerskorps. Als infanterist kwam hij terecht aan het IJzerfront. In juli 1915 werd hij ingedeeld bij de artillerie en hij eindigde de oorlog met de rang van adjudant. Voor zijn oorlogsinspanningen ontving Lemâitre in 1921 het Oorlogskruis met palmen.
In januari 1919 hervatte Lemaître de studies, maar hij koos nu voor de richting natuur- en wiskunde. Hij doctoreerde in 1920 bij Charles de la Vallée-Poussin met een thesis over “L'approximation des fonctions de plusieurs variables réelles”. In oktober van datzelfde jaar trad hij in in het seminarie van Mechelen, waar hij in september 1923 tot priester werd gewijd. Lemaître werd er ook lid van de door kardinaal Mercier geïnspireerde priesterbroederschap Amis de Jésus en legde tussen 1923 en 1942 voor deze seculiere broederschap de vereiste tijdelijke en eeuwige religieuze geloften af. Tijdens zijn seminarietijd bestudeerde Lemaître de relativiteitstheorie en won met zijn synthese La physique d’Einstein een wedstrijd van het Belgische Ministerie van Cultuur en Wetenschap, waarmee hij een reisbeurs verwierf.
In oktober 1922 werd hij lid van de Société scientifique de Bruxelles. Met een beurs van de Commission for Relief in Belgium vertrok Lemaître in oktober 1923 als student-onderzoeker naar de Universiteit van Cambridge. Daar werkte hij met de astronoom Arthur Eddington en volgde hij onder meer les bij Ernest Rutherford.
Na een kort verblijf in België in juni 1924 vertrok Lemaître naar Canada, waar hij een aantal wetenschappelijke conferenties volgde. In augustus 1924 woonde hij in Toronto de lezingen bij van de fysicus Ludwik Silberstein, met wie hij ook verschillende gesprekken voerde. Ook verbleef hij een maand in het Dominion Observatory in Ottawa. In september 1924 vertrok hij naar de Verenigde Staten, waar hij een jaar stage liep in Cambridge als astronoom aan het Observatorium van Harvard. Hier werkte hij met Harlow Shapley aan de studie van de veranderlijke sterren. In dit academiejaar bestudeerde hij ook het kosmologische model van De Sitter. Aan het Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.) bereidde hij ondertussen zijn doctoraatsthesis voor over "The gravitational field in a fluid sphere of uniform invariant density according to the theory of relativity", waarvoor hij in juli 1927 de Ph.D.-titel in de natuurkunde ontving.
In januari 1925 hoorde Lemaître tijdens een colloquium van de American Astronomical Society van de ontdekking van Edwin Hubble dat de Andromedanevel veel verder van de aarde afstond en het heelal dus vele malen groter was dan tot dan toe gedacht. Hiermee werd ook bevestigd dat de Melkweg niet het enige bestaande sterrenstelsel is, maar dat het heelal bezaaid ligt met sterrenstelsels. Naast andere colloquia bezocht Lemaître in dit academiejaar ook verschillende Amerikaanse observatoria en had hij een ontmoeting met Hubble. Op het California Institute of Technology ontmoette hij Robert Millikan, een van de pioniers in het onderzoek naar de kosmische straling. Aan het Lowell Observatory in Flagstaff (Arizona) ontmoette hij Vesto Slipher, die in de spectra van de meeste spiraalnevels een roodverschuiving had vastgesteld. In juli 1925 was Lemaître opnieuw in België en in oktober begon hij zijn eerste academiejaar in Leuven als docent. Daar werkte hij aan het opstellen van zijn hypothese van het dynamische en uitdijende heelal, waarover hij in de Annales van zijn vereniging in 1927 zijn (later geruchtmakende) artikel publiceerde. Vervolgens werd hij benoemd tot gewoon hoogleraar aan de Katholieke Universiteit Leuven.
Lemaître als kosmoloog
Het uitdijende heelal thumb|De wet van Hubble-Lemaître: roodverschuiving als functie van de afstand Reeds in 1922 had Aleksandr Friedmann zijn Friedmannvergelijking voor het heelal opgesteld op basis van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein. Lemaître, die het werk van Friedmann toen niet kende, ging in 1927 verder door het uitdijende heelal te beschrijven als hét feitelijke fysische model van ons heelal. Zijn artikel “Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques" werd aanvankelijk niet opgemerkt. Hij interpreteerde daarbij de reeds sinds Vesto Slipher ontdekte roodverschuivingen in het spectrum van andere sterrenstelsels als dopplereffecten ten gevolge van de uitdijing van het heelal. Hij maakte gebruik van gegevens over meer dan 40 sterrenstelsels van o.a. Gustaf Strömberg en Edwin Hubble. Twee jaar vóór Hubble berekende hij de constante waarmee het heelal uitdijt en legde hij een lineair verband tussen de afstand en de snelheid van de sterrenstelsels. Zijn stelling werd in 1927 nog afgewezen door Einstein, die vasthield aan zijn statische model van het universum.
Toen Hubble en Milton L. Humason in 1929 de empirische gegevens verschaften die de stelling schenen te bevestigen, kon Lemaître de aandacht van Eddington op zijn hypothese vestigen. Hubble liet de interpretatie van zijn gegevens over aan de theoretici, maar Eddington was overtuigd en zorgde in 1931 voor een vertaling van Lemaîtres artikel over de uitdijing van het heelal.Enkele alinea's uit de oorspronkelijke tekst van 1927 komen in de Engelse vertaling van 1931 niet meer voor. Mede hierdoor werden en worden in de Angelsaksische wereld de 'ontdekking' van het uitdijend heelal veelal aan Hubble toegeschreven en de bedoelde constante en het lineaire verband naar Hubble vernoemd. Na een controversiële "whodunit" verscheen in Nature 479 van 10 november 2011 een artikel dat bevestigde dat Lemaître zelf verantwoordelijk was voor de vertaling en de passages wegliet, vermoedelijk omdat hij ze na het artikel van Hubble en Humason uit 1929 niet langer actueel achtte.Mario Livio, The Expanding Universe: Lost (in Translation) and Found, Hubblesite. Zie ook: Was the Real Discovery of the Expanding Universe Lost in Translation?, Hubblesite, Newsrelease nr. 38, 9 nov. 2011; Lost in translation: Mystery of the missing text solved in Nature, 479, 10 november 2011, p. 171–173.
In 2018 heeft de IAU de bijbehorende wet formeel hernoemd van wet van Hubble naar de wet van Hubble-Lemaître vanwege de bijdrage van Lemaître bij de totstandkoming van deze wet.IAU, Resolutie B4, the renaming of the Hubble law, https://web.archive.org/web/20191223131524/https://www.iau.org/static/resolutions/IAU2018_ResolB4_English.pdf , 31 augustus 2018
Oerknal thumb|Principe van de oerknal Wel was Eddington aanvankelijk terughoudend om met Lemaître de consequentie te trekken dat een uitdijend heelal ook een beginpunt zou hebben. Daarop werkte Lemaître verder en in 1931 bracht hij, tegen de toenmalige wetenschappelijke opvattingen in, als eerste de stelling naar voren dat het heelal ooit begon als een superdichte massa, een oeratoom. Niet enkel de materie en de ruimte, maar ook de tijd startte op deze “dag zonder gisteren”. Lemaître schatte de leeftijd van het heelal tussen de 10 en 20 miljard jaar, wat goed overeenkomt met de meting door de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe van 13,7 miljard jaar. Lemaître heeft de gelegenheid gekregen deze stelling in september 1931 in Londen te verdedigen in een discussie met andere wetenschappers en geestelijken rond “The Evolution of the Universe”. Hierdoor werd er een verband tussen astrofysica en kernfysica gelegd en een uitgebreidere versie van deze toen nog controversiële stelling is in 1933 gevolgd. Ook Einstein stemde nu in met de visie van Lemaître. Deze hypothese van het oeratoom werd sindsdien verder uitgewerkt, onder meer door George Gamow. Tegenstanders noemden de theorie spottend de Big Bang, een allitererende benaming die onbedoeld veel heeft bijgedragen aan de populariteit van deze theorie.
De kosmologische constante Over de rol van de kosmologische constante bleven Lemaître en Einstein het oneens, ondanks hun uitgebreide correspondentie daarover. Sinds Lemaître en Eddington hadden aangetoond dat de relativiteitstheorie geen stabiel, statisch en eeuwig heelal opleverde, achtte Einstein de constante overbodig. Lemaître daarentegen behield ze vanuit theoretisch oogpunt. Maar ze had ook een praktisch nut, omdat hij ermee de levensduur van het heelal in overeenstemming kon brengen met de geologische gegevens over de ouderdom van de aarde. Ze speelde verder een rol in zijn verklaring voor het ontstaan van sterren, sterrenstelsels en clusters. Volgens Lemaître was de constante ook reëel werkzaam. In een artikel uit 1934 gaf Lemaître een natuurkundige betekenis aan de kosmologische constante door deze te interpreteren als de energie-inhoud van het vacuüm.
Kosmische (achtergrond)straling thumb|WMAP kijkt terug tot de oerknal Lemaître richtte zijn aandacht verder op het onderzoek van de kosmische straling, waarvan een deel, zoals volgt uit en voorspeld is in zijn theorie, nog afkomstig moet zijn van de oerknal. Vanaf 1928 waren door de experimenten van Walther Bothe en Werner Kolhörster aanwijzingen gevonden dat de kosmische straling niet uit een soort ultra-doordringende super-gammastraling bestond – zoals eerst was aangenomen – maar in werkelijkheid uit hoogenergetische geladen deeltjes. In dat geval zouden de deeltjes beïnvloed worden door het aardmagnetisch veld. Dat zou betekenen dat het aantal deeltjes dat de Aarde bereikt afhangt van de richting en sterkte van dit aardmagnetisch veld. In 1932 voorspelden Lemaître en de Mexicaan Manuel Sandoval Vallarta dat dicht bij de magnetische evenaar de intensiteit van de kosmische straling lager zou liggen. Ook zou de intensiteit afhangen van de richting waar de deeltjes vandaan kwamen (de Lemaître-Vallarta-theorie). Deze voorspellingen werden spoedig bevestigd door Arthur Compton, Thomas Hope Johnson en Luis Alvarez, waarna algemeen als bewezen werd aangenomen dat de kosmische straling bestond uit geladen deeltjes.