Le Français qui a vu l'invisible

Il n'a pas eu besoin de lever les yeux vers le ciel. Il a pris sa plume, aligné des colonnes de chiffres, et une planète est apparue à l'endroit exact qu'il avait désigné.

Une planète rebelle aux formules

Le 13 mars 1781, le Britannique William Herschel ajoute Uranus au système solaire. Septième planète. Triomphe complet.

Puis les ennuis commencent.

Quarante ans plus tard, les astronomes disposent de quarante observations de l'astre lors de son passage au méridien. S'y ajoutent dix-neuf relevés antérieurs, réalisés entre 1690 et 1781 par des observateurs qui n'avaient rien vu venir : faute d'avoir remarqué son mouvement apparent, ils avaient rangé Uranus parmi les étoiles de sixième grandeur. Alexis Bouvard, membre du Bureau des longitudes, s'attelle aux tables de la planète et au calcul de son orbite. Impossible de concilier les données anciennes et les modernes. Il tranche : il écarte les anciennes.

Mauvais calcul. Dès 1845, les prévisions déraillent de nouveau, alors même que Bouvard avait pris en compte les perturbations de Jupiter et de Saturne. Quelque chose tirait sur Uranus. Personne ne savait quoi.

C'est là qu'intervient l'État savant français dans ce qu'il a de meilleur. François Arago, directeur de l'Observatoire de Paris, convainc un mathématicien confirmé, Urbain Le Verrier, d'abandonner ses travaux sur les comètes pour s'attaquer au problème. L'homme ne fait pas les choses à moitié. Il dépouille les registres de l'Observatoire de Paris de 1801 à 1845, ceux de Greenwich de 1781 à 1801, reprend les calculs de Bouvard, les corrige, et établit une conclusion sans appel : Uranus n'obéit pas aux seules actions du Soleil, de Jupiter et de Saturne.

Reste à savoir pourquoi.

Le Verrier passe les hypothèses au crible, une à une, avec une méthode qui devrait encore servir de leçon. La gravitation de Newton s'affaiblirait-elle loin du Soleil ? Toutes les tentatives de remise en cause ont jusqu'ici échoué. L'éther, ce fluide supposé emplir l'espace, freinerait-il la planète ? Sa résistance se manifeste à peine sur des corps de faible densité, dans des conditions autrement favorables. Un gros satellite ? Il n'aurait pas échappé aux lunettes. Une comète qui aurait percuté Uranus et dévié brutalement sa course ? Le mouvement entre 1781 et 1820 s'explique sans force perturbatrice, et les relevés de cette période devraient donc se raccorder soit aux observations anciennes, soit aux nouvelles. Ce n'est le cas ni de l'une ni de l'autre.

Ne subsiste qu'une piste, déjà effleurée par Bouvard et par l'Allemand Friedrich Bessel : une planète inconnue, invisible, qui trouble lentement et continûment la marche d'Uranus. La loi empirique de Titius-Bode veut que les planètes lointaines s'échelonnent à des distances à peu près doubles les unes des autres. Le Verrier admet donc qu'elle se tient deux fois plus loin qu'Uranus.

Le 31 août 1846, il livre à l'Académie des sciences les éléments de cette planète fantôme, à environ 4,5 milliards de kilomètres du Soleil. Position présumée : cinq degrés à l'est de l'étoile la plus brillante du Capricorne.

Il n'a jamais regardé dans une lunette.

Vingt-quatre heures pour confirmer un calcul français

L'été 1846, la chasse s'organise des deux côtés de la Manche. À Paris, Le Verrier n'étant guère habile de ses mains, Arago charge quelques collègues de répertorier les astres jusqu'à la huitième grandeur. À Londres, George Biddell Airy délègue à James Challis, qui se propose d'inventorier jusqu'à la onzième. Travail écrasant, lassant, et surtout mené à l'aveugle : ni la France ni l'Angleterre ne possèdent de carte détaillée de la région du Capricorne.

La fenêtre d'observation se referme, l'hiver approche. Le Verrier s'impatiente et se souvient d'un correspondant allemand, Johann Gottfried Galle, découvreur de plusieurs comètes, qui lui avait envoyé une copie de sa thèse un an plus tôt. Une thèse sans rapport avec ses préoccupations. Peu importe : c'est un prétexte.

Le 18 septembre, il écrit à Berlin. Il remercie, il loue, puis il demande à l'« infatigable observateur » quelques instants pour examiner la zone clé.

La lettre arrive le 23 septembre. Le soir même, Galle, assisté de l'étudiant Heinrich Louis d'Arrest, braque une lunette de neuf pouces dans la direction indiquée. À moins d'un degré du point prévu, un astre de huitième grandeur, absent des cartes. Étoile ou planète ? Il faut attendre la nuit suivante pour savoir s'il se déplace sur le fond du ciel.

La nuit suivante, l'astre a bougé.

Le 25 septembre, Galle propose de la baptiser Janus, du nom du dieu aux deux visages, en écho à une position aux confins du système solaire. Le Verrier, qui redoute qu'on lui souffle sa découverte, s'abrite derrière les institutions et prétend faussement que le Bureau des longitudes a déjà retenu le nom de Neptune. Le 1er octobre, Challis découvre à son tour la planète. Elle était passée deux fois dans le champ de sa lunette au mois d'août : il avait négligé de dépouiller ses observations au jour le jour.

À Paris, Arago savoure devant l'Académie :

M. Le Verrier a aperçu le nouvel astre sans avoir besoin de jeter un regard vers le ciel : il l'a vu au bout de sa plume.

Vient alors la querelle. Le 3 octobre, une lettre de l'astronome John Herschel publiée dans la revue londonienne L'Athenaeum revendique pour le jeune géomètre John Couch Adams une part de la découverte, voire l'antériorité. Adams était effectivement parvenu à des résultats voisins. Il avait adressé à Airy, en octobre 1845, une note contenant ses éléments. Airy avait répondu en novembre en demandant une précision technique. Adams, jugeant la question futile, n'avait pas daigné répondre.

Voilà les faits. Un travail resté clandestin, une question laissée sans réponse, un manuscrit dédaigné. Le 19 octobre, à l'Académie des sciences, Arago pose la règle qui vaut encore aujourd'hui : l'histoire des sciences ne peut s'écrire qu'en « s'appuyant exclusivement sur des publications ayant une date certaine ». Adams, tranche-t-il, n'a droit dans ce récit « ni par une citation détaillée, ni même par la plus légère allusion ».

Dur ? Peut-être. Mais on ne réclame pas après coup ce qu'on n'a pas voulu publier à temps. La science, comme le reste, récompense ceux qui déposent leur nom au bas d'une page datée.

L'Entente cordiale n'y résiste pas. Les caricaturistes se déchaînent. Paris dénonce le vol de la planète, Londres traite la France de « nation stupide », Airy et Challis sont sommés de s'expliquer devant la Société astronomique royale : le premier pour son dédain, le second pour avoir eu la planète sous les yeux sans la voir. Adams et Challis proposent le nom d'Oceanus le 17 octobre. La querelle ne s'éteindra qu'à l'été 1847, avec l'adoption définitive de Neptune.

Le savant que ses succès n'ont jamais rassasié

Restait à contester la victoire sur le terrain scientifique. Le 10 octobre 1846, l'Anglais William Lassell découvre Triton, satellite de Neptune, ce qui permet de calculer la masse réelle de la planète : vingt fois celle de la Terre, et non trente-six comme annoncé. L'erreur sur la masse avait été compensée, dans les calculs, par une surévaluation de la distance au Soleil. Le mathématicien américain Benjamin Peirce en conclut que Neptune n'est pas la planète prédite par la théorie et que Le Verrier a simplement eu de la chance.

Le 21 août 1848, le Français Jacques Babinet lui emboîte le pas et dénonce des erreurs grossières. Il va plus loin : il imagine une deuxième planète, Hypérion, aux confins du Verseau et du Capricorne, dont la masse égalerait précisément l'écart entre masse réelle et masse calculée. Le Verrier l'écrase en public, le juge « inutile à l'astronomie » et démontre que ses théories, faute de mécanique céleste, mèneraient tout droit à un deuxième, voire un troisième Soleil. Quant aux écarts entre théorie et observation, il les situe « en dedans des limites que l'incertitude des données permettait d'atteindre ». Il avait raison.

L'homme, lui, était déjà tout entier dans ce caractère.

Né à Saint-Lô le 11 mars 1811, entré à Polytechnique en 1831, sorti huitième de sa promotion deux ans plus tard, Urbain-Jean-Joseph Le Verrier commence par la chimie avant d'obtenir en 1836 un poste de répétiteur en astronomie qui décidera de toute sa vie. Honoré par le pays entier après 1846, il tâte de la politique et se fait élire député de la Manche en 1849. L'Assemblée ne lui réussit pas. En 1854, il succède à Arago à la tête de l'Observatoire de Paris.

Cette même année, pendant la guerre de Crimée, une tempête surprend la flotte alliée en mer Noire et la décime. Le Verrier reconstitue la trajectoire du phénomène grâce à ses correspondants européens et comprend l'essentiel : la route des tempêtes est prévisible. Il met alors sur pied le premier réseau d'observation météorologique, des stations reliées par télégraphe électrique, d'abord national puis international, capable d'alerter les marins. Une invention française, née d'un désastre militaire, qui a sauvé d'innombrables vies depuis.

Le personnage, en revanche, se montre d'un autoritarisme féroce à l'Observatoire. Assez pour être congédié en 1870, puis réintégré deux ans plus tard.

Il n'a jamais cessé de chercher. Le 12 septembre 1859, fort de son prestige, il tente d'expliquer les anomalies du mouvement de Mercure par une planète proche du Soleil, qu'il baptise Vulcain. Tous les observatoires du monde se lancent à sa poursuite. En vain : Vulcain n'existe pas.

Il travaillait encore lorsqu'il s'éteint, le 1er septembre 1877.

Cent quatre-vingts ans après ce 31 août 1846, la leçon tient en une phrase. La France n'a pas trouvé Neptune parce qu'elle avait la meilleure lunette. Elle l'a trouvée parce qu'elle avait le meilleur calcul. Ce jour-là, la rigueur d'un homme et le soutien d'une institution ont suffi à déplacer les frontières du système solaire.

(Crédit photo : NASA)