ジョルジュ・ルメートル

1911年、ルメートルはルーヴァン・カトリック大学で工学を学び始めた。1914年、第一次世界大戦勃発後、ルメートルは学業を中断してベルギー軍に志願した。彼はイゼル川の戦いに参加し、ベルギー軍はドイツ軍の進撃を阻止することに成功した。軍が彼を歩兵から砲兵に転属させたとき、ルメートルは弾道学のコースを修了するために送られた。公式の砲兵マニュアルの数学的な誤りを教官に指摘した結果、不服従として評価が下がったため、将校への昇進の見込みは潰えた。 ^{[ 11 ]} しかし、敵対行為の終結後、彼はベルギー戦功十字章（青銅の椰子葉付き）を授与された。 ^{[ 14 ]}これは、アルベール1世国王の手からこの勲章を授与されたわずか5人の一般兵士のうちの1人である。^{[ 11 ]}

ルメートルはフランスのカトリック作家レオン・ブロワの崇拝者であった。^{[ 15 ]} 第一次世界大戦中の兵役休暇中、ルメートルはパリ近郊のブール＝ラ＝レーヌに住むブロワを訪ねた。ブロワは、亡くなった友人であり作家仲間でもあったシャルル・ペギーが所有していた家に住んでいた。^{[ 15 ]}その際、ルメートルはブロワに『神の最初の三つの言葉』 というエッセイを見せた。このエッセイの中で、彼は創世記の創造物語と現代科学を調和させようと試みた。 ^{[ 15 ]} しかし、ブロワは感銘を受けず、ルメートルに教父たちの著作にもっと精通するように助言した。^{[ 16 ]} この経験が、ルメートルが神学と科学の知識を共通の知的レベルで調和させようとする「調和主義」の試みを放棄する一因となったのかもしれない。^{[ 17 ]}数年後、アインシュタインはルメートルに調和主義の考え方について質問した。ルメートルは信仰と科学が対立するという考えに反対したが、調和主義が無効であることも認めた。彼は、「三位一体の教義に関する権威ある説明が含まれていないという理由で、司祭が相対性理論を拒否すべきだろうか？聖書が科学の教科書であると主張していないことに気づけば、宗教と科学の間の古い論争は消え去る」と主張した。^{[ 18 ]}

戦後、ルメートルは工学を捨てて物理学と数学の研究に転向した。1919年には、枢機卿デジレ＝ジョゼフ・メルシエが新トマス主義を推進するために設立した高等哲学研究所の講義も修了した。^{[ 19 ]} ルメートルは1920年に、数学者シャルル・ド・ラ・ヴァレ＝プーサンの指導の下、「複数の実変数の関数の近似」と題する論文で理学博士号を取得した。^{[ 20 ]}

ルメートルはイエズス会かベネディクト会に入会することも考えたが、最終的には教区司祭になるための準備をすることに決めた。^{[ 21 ]} 1920年から1923年の間、彼はメヘレン大司教区の「晩婚志願者」（つまり、司祭を目指す成人学生）のための神学校であるメゾン・サン・ロンボーで学んでいた。ルメートルは神学校での余暇に一般相対性理論を学んだ。彼は1923年9月22日にメルシエ枢機卿によって司祭に叙階された。 ^{[ 22 ] [ 23 ]}フランス語圏ベルギー の教区司祭として、彼は「アベ・ルメートル」として知られていた。

神学校で、ルメートルは「イエスの友の司祭会」（ Fraternité sacerdotale des Amis de Jésus）に入会した。この会は、選抜された教区司祭の霊的生活を促進するためにメルシエ枢機卿によって創設され、後継者であるヨゼフ＝エルネスト・ファン・ロイ枢機卿によって正式に設立された。ルメートルはこの会の一員として、貞潔、清貧、服従の誓いを立て、さらにキリストへの完全な服従を誓う特別な「犠牲の誓い」（ votum immolationis）も立てた。友愛の精神に基づき、ルメートルはアミ・ド・ジェズスへの関わりをグループ外では語らなかったが、アントワープ近郊のシルデにあるレジーナ・パチス（「平和の女王」）と呼ばれる家で定期的に沈黙の黙想を行い、またヨハネ・ルースブルックの神秘主義的著作の翻訳も行った。^{[ 24 ]}

1922年、ルメートルはベルギー科学芸術省に旅行奨学金を申請した。その申請の一環として、彼は一般相対性理論の天文学的意味合いに関する論文を提出し、その中でアインシュタイン場の方程式の最も一般的な形式には宇宙定数項が含まれていることを証明した。審査員はルメートルに8,000ベルギーフランの賞金を授与した。^{[ 11 ]}

メルシエ枢機卿はルメートルの科学研究を支援し、彼がイギリスとアメリカに 2 年間滞在するためのさらなる資金援助を得るのを助けた。^{[ 11 ]} 叙階からわずか 10 日後、ルメートルはベルギーを離れ、当時ケンブリッジ大学で学位取得を目指すカトリック司祭の共同体であり、後にセント エドマンズ カレッジとなるセント エドマンズハウスに住み始めた。ケンブリッジでは、ルメートルは天文学の研究員として、著名な天体物理学者アーサー エディントンと共同研究を行い、エディントンはルメートルに現代宇宙論、恒星天文学、数値解析を紹介した。^{[ 11 ]}

ルメートルはその後、翌年マサチューセッツ州ケンブリッジのハーバード大学天文台で、当時「渦巻星雲」（現在は渦巻銀河として認識されている）の研究の第一人者であったハーロー・シャプレーと共に研究を行った。^{[ 11 ]}ルメートルはこの時、マサチューセッツ工科大学（MIT） の科学博士課程にも登録し、ベルギー人エンジニアのポール・ヘイマンスを正式な指導教官とした。^{[ 25 ]}

1929年、アメリカの天文学者エドウィン・ハッブルは、米国科学アカデミー紀要に論文を発表し、1927年にルメートルが利用できたデータよりも優れた、より豊富なデータに基づいて、平均的に銀河は観測者からの距離に比例した速度で後退することを示した。ハッブル自身はこの結果を宇宙膨張の観点から解釈しなかったが、彼の研究は広く注目を集め、すぐにアインシュタインを含む多くの専門家を宇宙は静的ではないと確信させた。銀河の距離と後退速度の比例関係はそれ以来一般に「ハッブルの法則」として知られているが、2018年に国際天文学連合（IAU）はこれを「ハッブル＝ルメートルの法則」と呼ぶことを推奨する決議を採択した。^{[ 2 ]}

1931年、ルメートルの1927年の報告書の英訳が王立天文学会の月報に掲載され、アーサー・エディントンによる解説では、ルメートルの研究は宇宙論の未解決問題に対する「素晴らしい解決策」であると評され、ルメートルはエディントンのコメントに返答した。^{[ 29 ]} しかし、この英訳では、ルメートルの「ハッブル定数」の推定値が省略されていたが、その理由は長年不明のままだった。^{[ 30 ]}この問題は2011年にマリオ・リヴィオによって明らかにされた。ルメートル自身が英訳を作成する際にこれらの段落を削除し、代わりにハッブルが1929年に発表したより強力な結果を引用することにしたのである。^{[ 5 ]}

1931年3月、ルメートルは、宇宙は「原始原子」と呼んだ単一の初期量子から膨張したという説を提唱する短い報告書を執筆した。これは『ネイチャー』誌に掲載され^{[ 6 ]}、同年後半、ルメートルは英国科学振興協会の創立100周年を記念して1931年9月29日にロンドンで開催された「宇宙の進化」に関する公開コロキウムに参加した^{[ 31 ]}。

ルメートルの理論は、ハーバード大学の天文学者ドナルド・ハワード・メンゼルが執筆した記事で、 1932年12月号のポピュラーサイエンス誌で初めて一般向けに紹介された。^{[ 32 ]} 1933年から1934年にかけて、ルメートルはワシントンDCにあるアメリカ・カトリック大学 の客員教授を務めた。^{[ 33 ]}その頃、彼は米国科学アカデミーで「膨張宇宙の進化」に関する研究も発表した。^{[ 34 ]} ルメートルは科学界の著名人となり、世界中の新聞が彼を新しい物理宇宙論のリーダーと呼んだ。^{[ 35 ]}

ルメートルとアインシュタインは4回会った。1927年にブリュッセルでソルベー会議の時、1932年にベルギーでブリュッセルでの一連の会議の時、1933年1月にカリフォルニアで^{[ 36 ]} 、そして1935年にプリンストンで会った。1933年にカリフォルニア工科大学でルメートルが理論を発表した後、アインシュタインは立ち上がって拍手し、「これは私がこれまで聞いた中で最も美しく満足のいく創造の説明だ」と言ったと伝えられている^{[ 37 ]。}しかし、この発言が当時の新聞でどのように報道されたかについては意見が分かれており、アインシュタインは「原始原子」理論全体について言及していたのではなく、宇宙線が原始崩壊の「化石」である可能性があるというルメートルの提案についてのみ言及していたのかもしれない。

ルメートルは、宇宙線は原始原子の崩壊によって生じた「化石放射線」である可能性があると主張した。1930年代の彼の研究の多くは宇宙線に焦点を当てていた。1946年、ルメートルは『原始原子仮説』という本を出版し、同年スペイン語に、1950年に英語に翻訳された。天文学者のフレッド・ホイルは、1949年のBBCラジオ放送で、宇宙には時間的に始まりがあるというルメートルの宇宙論的理論を指すために「ビッグバン」という用語を導入した。 ^{[ 38 ] [ 39 ]} ホイルは生涯を通じてそのような「ビッグバン」理論に反対し、代わりに永遠の宇宙の定常状態モデルを提唱した。

1948年、理論家のラルフ・アルファー、ロバート・ハーマン、ジョージ・ガモフは、ビッグバンモデルに基づいて、現在宇宙マイクロ波背景放射（CMB）として知られる、別の形態の「化石放射」を予測した。CMBは、膨張する宇宙の内容物が十分に冷えて電磁波に対して透明になったときに生成された。1965年、ルメートルは死の直前に、助手オドン・ゴダールから、電波天文学者のアルノ・ペンジアスとロバート・ウィルソンによるCMBの最近の発見を知った。この発見は、ほとんどの専門家にビッグバンの科学的妥当性を確信させた。

ルメートルは生涯を通じて、アインシュタイン場の方程式には正の宇宙定数（${\displaystyle \Lambda }$）用語。彼の推論は理論的考察と経験的考察の両方に基づいていた。ルメートルは1958年に、「量子論のようなより広い分野への相対性理論の何らかの拡張が達成されなければならない場合、余分な${\displaystyle \Lambda }$この用語は非常に歓迎されるだろう」^{[ 40 ]} 彼はまた、宇宙の加速膨張は${\displaystyle \Lambda }$ハッブル・ルメートルの法則から推測される宇宙の年齢と、最も古い星の年齢、および観測された放射性核種の存在量を調和させるのに役立つ可能性がある。^{[ 8 ]}ルメートルは、1930年代初頭に静的宇宙モデルを 放棄した後、そのような用語の現実性に懐疑的であったアインシュタインとの書簡と印刷物の両方で、正の宇宙定数を主張した。 ^{[ 8 ]} 2011年のノーベル物理学賞 は、天文学的な「標準光源」として使用されるIa型超新星の広範な調査に基づいて、宇宙の加速膨張の現実を確立したソール・パールマター、ブライアン・P・シュミット、アダム・G・リースに授与された。その賞の科学的背景において、スウェーデン王立科学アカデミーは、そのような加速は真空エネルギー（現代ではこの文脈でダークエネルギーとも呼ばれる）によって引き起こされるという考えをルメートルに帰属させた。^{[ 41 ]}

当初、ルメートルは調和主義を支持していた。1917年、彼は創世記1章の創造物語、特にex nihilo nihil fit（無からは何も生まれない） という考え方を証明しようと試みた。彼は次のように論じた。 ^{[ 42 ]}

いかなる物体も光を発することなく存在することは不可能である。なぜなら、ある一定の温度にあるすべての物体は、あらゆる波長の放射線を放出するからである（黒体理論）。物理的な意味では、絶対的な暗闇は無である。…「光が創造される」以前には、光は全く存在せず、したがって何も存在しなかった。

最終的に彼は光の研究を放棄し、代わりに相対性理論の研究に専念した。^{[ 42 ]}

ルメートルは、調和主義を否定した後、科学者としての自分の仕事はカトリック信仰の真理を支持するものでも矛盾するものでもないと考え、科学と宗教を混ぜ合わせるような議論をすることに強く反対したが、両者は対立するものではないと主張した。^{[ 23 ] [ 43 ]} 1933年のニューヨーク・タイムズの記事で、彼は「宗教と科学の間には和解すべき対立はない」と断言した。彼は常に、宇宙論に関する自分の研究が純粋に科学的な基準で判断されることを切望しており、両者を組み合わせること（調和主義）は科学的受容を妨げ、信仰を誤って伝えることになると恐れていた。^{[ 42 ]}

1951年、ピウス12世教皇は教皇庁科学アカデミーで演説を行い、聴衆の中にルメートルがいた。その中で教皇は、新しいビッグバン宇宙論とキリスト教の無からの創造の教義との間に類似点を見出した。

実際、今日の科学は、何百万世紀も遡ることで、無から物質とともに光と放射線の海が噴出した原始的な「Fiat Lux」の証人となることに成功したように思われる。[…このようにして、現代科学は]物理的な証拠の具体性によって宇宙の偶然性と、その頃に宇宙が創造主の手から発したという確固たる推論を確認した。^{[ 44 ]}

ルメートルはその介入にひどくショックを受けたと言われており、後にバチカン天文台の所長であるダニエル・オコンネル神父の助けを借りて、教皇に物理宇宙論に関する宗教的または哲学的解釈についてこれ以上公の場で発言しないよう説得することができた。^{[ 45 ]}

理論物理学者でノーベル賞受賞者のポール・ディラックによれば、

かつて私がルメートルと彼の宇宙論について話していたとき、彼が私たちに示してくれた壮大なイメージに刺激を受け、宇宙論は宗教に最も近い科学分野だと彼に言いました。しかし、ルメートルは私に同意しませんでした。彼は考え込んだ後、心理学が宗教に最も近いと示唆しました。^{[ 46 ]}

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