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Histoire et cultureNotion · Glossaire

Sitter Willem de

Willem de Sitter est un mathématicien et astronome néerlandais connu pour ses travaux en cosmologie et en mécanique céleste. L'espace de De Sitter est une solution exacte des équations d'Einstein décrivant un univers vide à courbure positive constante ; ses recherches ont aussi porté sur les mouvements des satellites galiléens de Jupiter.
Willem de Sitter : repères chronologiques Frise allant de 1872 à 1934 et situant les travaux cosmologiques de 1917. Willem de Sitter : repères chronologiques 1872 naissance 1917 travaux cosmologiques 1934 mort
L'année 1917 se place dans la vie de De Sitter entre sa naissance en 1872 et sa mort en 1934.
Sommaire

Ce que vous allez apprendre

  • Situer la contribution cosmologique de De Sitter en 1917.
  • Caractériser l'espace de De Sitter sans l'étendre à tous les modèles cosmologiques.
  • Relier ses travaux aux mouvements des satellites galiléens de Jupiter.
  • Distinguer la personne de la solution mathématique qui porte son nom.

En clair

En 1917, le mathématicien et astronome néerlandais Willem de Sitter étudie ce que les équations de la relativité générale peuvent dire de l'Univers. Il prend au sérieux l'idée alors nouvelle que celui-ci puisse être en expansion. Une solution exacte de ces équations porte aujourd'hui son nom : l'espace de De Sitter.
Son travail ne se limite pas à la cosmologie. En observant mathématiquement les mouvements des satellites galiléens de Jupiter, il contribue aussi à la mécanique céleste. Son parcours relie ainsi le mouvement d'astres concrets à la description globale de l'Univers.

Définition

Willem de Sitter (1872–1934) est un mathématicien et astronome néerlandais du début du XXe siècle. Ses recherches appartiennent à deux domaines présents dans la source : la cosmologie, qui étudie l'Univers à grande échelle, et la mécanique céleste, qui analyse mathématiquement les mouvements des astres.
En 1917, peu après la publication par Einstein des équations de la relativité générale, De Sitter compte parmi les premiers scientifiques à envisager sérieusement un univers en expansion. L'espace de De Sitter est une solution exacte de ces équations. Dans la formulation donnée ici, il correspond à un univers vide dont la courbure est positive et constante. Ces précisions caractérisent cette solution particulière ; elles ne décrivent pas tous les modèles cosmologiques.
De Sitter a également travaillé sur le système de Jupiter. Son analyse précise des mouvements des satellites galiléens constitue une contribution reconnue en mécanique céleste. Le nom « De Sitter » peut donc désigner la personne dans un contexte historique ou, dans un contexte mathématique, l'espace qui porte son nom.

Un exemple, pas à pas

Prenons l'affirmation historique de 1917 comme exemple conducteur. Les données sont la date de 1917, les équations de la relativité générale publiées peu auparavant par Einstein, et une solution décrivant un univers vide à courbure positive constante.

1. On identifie d'abord le cadre mathématique : les équations d'Einstein.

2. On isole ensuite les caractéristiques du modèle : l'univers considéré est vide et sa courbure est positive et constante.

3. On constate que l'espace de De Sitter satisfait exactement ces équations dans ce cadre.

4. On formule enfin la portée historique sans l'exagérer : en 1917, De Sitter compte parmi les premiers scientifiques à envisager sérieusement la possibilité d'un univers en expansion.

Le contrôle consiste à retrouver séparément les quatre éléments : date, cadre, caractéristiques et interprétation. Aucun d'eux ne suffit seul à résumer la contribution.

En pratique

Dans une histoire de la cosmologie, on situe De Sitter en 1917 et l'on examine la possibilité théorique d'un univers en expansion. Si le texte traite plutôt des observations du ciel, il faut chercher une source consacrée aux faits observationnels.
Dans un texte de relativité générale, l'expression « espace de De Sitter » signale une solution mathématique portant son nom. Pour une biographie, le critère est différent : les dates 1872–1934 et les domaines de recherche renvoient à la personne.
Dans un travail sur Jupiter, on rattache De Sitter à l'analyse des mouvements des satellites galiléens. Si la question porte sur la description globale de l'Univers, sa contribution cosmologique est le contexte pertinent.

À ne pas confondre

Willem de Sitter et l'espace de De Sitter. Le premier est le mathématicien et astronome néerlandais né en 1872 et mort en 1934. Le second est une solution exacte des équations d'Einstein qui porte son nom. Une date biographique renvoie à la personne ; les propriétés de vide et de courbure renvoient à l'espace.
Possibilité théorique et constat observationnel. La source attribue à De Sitter le fait d'avoir envisagé sérieusement, en 1917, un univers en expansion. Elle n'attribue pas à cette date une preuve observationnelle de l'expansion. Le mot « envisager » est ici le critère qui tranche.

Limites et pièges

Ne pas généraliser les propriétés d'un modèle. Le vide et la courbure positive constante caractérisent l'espace de De Sitter tel qu'il est présenté dans la source. Si ces propriétés sont appliquées à tout univers en expansion, la conclusion dépasse le cas décrit ; il faut revenir aux hypothèses du modèle considéré.
Ne pas faire de 1917 une date universelle. Cette année est associée dans la source à la réflexion cosmologique de De Sitter. Aucun millésime n'y est donné pour son analyse des satellites galiléens. Lui attribuer aussi 1917 serait un ajout ; il faut laisser cette contribution non datée.
Ne pas réduire son œuvre à l'éponyme. La présence du nom « De Sitter » dans un texte cosmologique peut masquer ses travaux de mécanique céleste. Le symptôme est une biographie qui omet Jupiter ; il faut aussi mentionner l'analyse des mouvements des satellites galiléens.

Pour aller plus loin

Pour replacer ces travaux dans leur domaine, la fiche cosmologie précise l'objet de cette discipline. Le portrait Einstein Albert éclaire l'auteur des équations mobilisées par De Sitter. La fiche satellites de Jupiter prolonge le versant de mécanique céleste. Enfin, Les singularités en relativité générale ouvre sur une autre question mathématique de cette théorie.
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