Le 29 mai 1919, à 9h13 du matin, sur une île volcanique perdue dans le golfe de Guinée, un astronome anglais nommé Arthur Stanley Eddington pointe son appareil photographique vers le Soleil masqué par la Lune. Pendant les 6 minutes que dure la totalité, il prend une série de clichés qui révolutionneront notre compréhension de l’univers. Six mois plus tard, le 6 novembre 1919, à la Royal Society de Londres, ces photographies prouveront expérimentalement la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. Le lendemain, le Times titrera : « Revolution in Science — New Theory of the Universe — Newtonian Ideas Overthrown ». Einstein devient une superstar mondiale, et la physique entre dans le XXe siècle. Voici l’histoire complète de l’éclipse la plus importante de l’histoire des sciences.
Le contexte : Einstein contre Newton
Pour comprendre la portée de l’éclipse de 1919, il faut remonter à 1915. En pleine guerre mondiale, dans un Berlin assiégé, un certain Albert Einstein publie une série d’articles dans les Sitzungsberichte der Preußischen Akademie der Wissenschaften. Il y développe une théorie révolutionnaire : la relativité générale.
La théorie en quelques mots
Pour Newton, la gravité est une force qui agit instantanément entre les masses. Pour Einstein, la gravité n’est pas une force mais une déformation de l’espace-temps par les masses. Une masse importante (comme le Soleil) courbe l’espace-temps autour d’elle, et les autres objets (planètes, lumière) suivent ces courbures.
Conséquence vérifiable : la lumière des étoiles passant près du Soleil devrait être déviée par cette courbure. Selon Newton, la déviation serait nulle (la lumière n’a pas de masse). Selon Einstein, elle serait de 1,75 seconde d’arc pour un rayon lumineux frôlant le bord solaire. Le test est posé.
Le problème : observer des étoiles près du Soleil
Impossible en temps normal : la lumière du Soleil noie totalement celle des étoiles proches. La seule solution est d’observer pendant une éclipse totale, où le disque solaire est masqué et où les étoiles deviennent visibles à proximité immédiate. Et ces éclipses ne sont pas fréquentes — il faut donc en attendre une, et s’y préparer.
Arthur Eddington : un quaker contre la guerre
Le physicien chargé de vérifier la théorie d’Einstein est l’un des personnages les plus singuliers de l’histoire des sciences. Sir Arthur Stanley Eddington (1882-1944), directeur de l’observatoire de Cambridge, est :
- Un brillant astrophysicien, premier à comprendre la structure interne des étoiles
- Un quaker pacifiste convaincu, refusant la guerre par conviction religieuse
- Un internationaliste passionné, qui voit en Einstein (Allemand vivant dans un pays ennemi) un frère scientifique par-delà la guerre
En 1917, en pleine Première Guerre mondiale, Eddington reçoit clandestinement les articles d’Einstein via le physicien hollandais Willem de Sitter (la Hollande étant neutre). Il est immédiatement convaincu que la relativité générale est la plus grande révolution scientifique depuis Newton.
Le projet d’expédition
Eddington identifie l’éclipse du 29 mai 1919 comme l’occasion parfaite : sa durée de totalité sera longue (jusqu’à 6 min 51 s), elle se produira dans un ciel d’étoiles riche (devant la constellation des Hyades, l’amas ouvert le plus brillant du ciel), et la bande de totalité traverse des régions accessibles.
Avec son collègue Sir Frank Dyson, Astronome Royal britannique, il monte un projet ambitieux : envoyer deux expéditions simultanées à deux endroits différents pour multiplier les chances de réussite et croiser les résultats.
Les deux expéditions
Expédition 1 — Île de Príncipe (golfe de Guinée)
Eddington lui-même dirige l’expédition vers Príncipe, une petite île volcanique portugaise située au large des côtes africaines, sur l’équateur. Lieu choisi pour sa météo statistiquement favorable et la durée de totalité espérée (~5 minutes).
Eddington et son assistant Edwin Cottingham partent en mars 1919 sur le SS Anselm. Voyage de 6 semaines avec escales à Madère et São Tomé. Installation du matériel à Roça Sundy, une plantation de cacao à 200 m d’altitude.
Expédition 2 — Sobral (Brésil, État du Ceará)
Le second site choisi est Sobral, dans le nord-est brésilien. L’équipe est composée d’Andrew Crommelin et Charles Davidson, tous deux de l’observatoire royal de Greenwich. Avantage du site : météorologie plus stable, durée de totalité plus longue (~5 min 13 s).
Les deux équipes apportent un équipement complexe : cœlostats (miroirs renvoyant la lumière du Soleil vers l’objectif horizontal), objectifs astrographiques de 33 cm de diamètre, plaques photographiques sensibles. La précision requise est exceptionnelle : il faut mesurer un déplacement de moins de 2 secondes d’arc — l’équivalent du diamètre apparent d’une pièce de 1 € à 2 km de distance.
Le 29 mai 1919 : le jour J
À Príncipe — pluie tropicale puis miracle
Le matin du 29 mai, la météo est désastreuse. Une violente tempête tropicale frappe l’île toute la matinée. À 13h, le ciel est totalement couvert. Eddington commence à désespérer. Puis, miraculeusement, vers 14h, peu avant le premier contact, le ciel se dégage partiellement. Des nuages traversent le champ de visée par intermittence.
Le second contact (début de totalité) se produit à 14h17 heure locale. Eddington et Cottingham prennent 16 plaques photographiques en 5 minutes. Seules 2 plaques exploitables ressortent : les nuages ont gâché la majorité des autres. Sur ces deux plaques, on compte 5 étoiles utilisables.
À Sobral — succès complet
À Sobral, le ciel est parfaitement dégagé. Crommelin et Davidson prennent 19 plaques. Toutes sont exploitables. Près de 13 étoiles peuvent être mesurées avec précision.
Détail méconnu : pour comparer les positions stellaires « déviées » pendant l’éclipse avec leurs positions « normales », il faut refaire les mêmes mesures de nuit quelques mois plus tard, lorsque les Hyades sont visibles en pleine nuit. Cela impose un délai supplémentaire.
L’analyse des plaques : 6 mois de calculs
Eddington rentre à Cambridge en juillet 1919. Commence alors le travail le plus ardu : mesurer les déplacements stellaires. Chaque plaque doit être comparée à des plaques de référence prises de nuit, à l’aide de microscopes de précision capable de mesurer 1 µm.
Le 12 août 1919 (curieuse coïncidence avec notre date 2026…), Eddington note dans son journal personnel : « One plate showed a clear and definite displacement, in accord with Einstein’s theory, of one and a half seconds of arc. » Il devine déjà la victoire.
Les résultats annoncés
| Source | Déviation mesurée | Prédiction Einstein | Prédiction Newton |
|---|---|---|---|
| Príncipe (Eddington) | 1,61″ ± 0,30 | 1,75″ | 0,87″ |
| Sobral (Crommelin, plaques astrographique) | 1,98″ ± 0,16 | 1,75″ | 0,87″ |
| Sobral (plaques 4-pouces) | 0,86″ | 1,75″ | 0,87″ |
Les résultats de Príncipe et de Sobral (plaques astrographique) confirment Einstein. Le résultat des plaques 4-pouces de Sobral est anormalement bas (proche de Newton) — Eddington décide de l’écarter en invoquant un défaut technique (déformation thermique du miroir cœlostat).
Cette décision sera contestée ultérieurement : Eddington a-t-il « sélectionné » les données pour favoriser Einstein ? Les analyses modernes (notamment celle de Daniel Kennefick en 2019) montrent que la décision était justifiée techniquement, mais elle illustre la part de jugement humain dans toute mesure scientifique.
L’annonce publique : 6 novembre 1919
Le 6 novembre 1919, à la Royal Society de Londres, Sir Frank Dyson présente officiellement les résultats. Joseph John Thomson, président de la Royal Society et prix Nobel pour la découverte de l’électron, déclare devant l’assemblée : « This is the most important result obtained in connection with the theory of gravitation since Newton’s day. »
Le lendemain, le Times de Londres titre en première page : « Revolution in Science. New Theory of the Universe. Newtonian Ideas Overthrown. » Le New York Times suit : « Lights All Askew in the Heavens. Einstein’s Theory Triumphs.«
Einstein, superstar mondiale
Avant le 7 novembre 1919, Albert Einstein était connu uniquement de la communauté scientifique. Après cette date, il devient la plus grande célébrité scientifique de l’histoire. Sa photo apparaît dans tous les journaux du monde. Il est invité dans les meilleures universités. Il reçoit des décorations, des invitations royales, des demandes en mariage par courrier (dont une de Marilyn Monroe quelques décennies plus tard).
Curieusement, le prix Nobel de physique qu’il recevra en 1921 ne lui sera pas attribué pour la relativité (toujours contestée par certains physiciens conservateurs), mais pour la découverte de l’effet photoélectrique. La relativité générale, elle, ne sera officiellement honorée par le Nobel qu’à travers d’autres travaux ultérieurs (rayonnement Hawking, ondes gravitationnelles 2017).
Eddington et l’aspect humain
Eddington fut un publiciste hors pair d’Einstein. Quand un journaliste lui demanda s’il était vrai « qu’il n’y avait que trois personnes au monde qui comprenaient la relativité », Eddington fit mine de chercher dans sa mémoire, puis répondit, ironique : « I am trying to think who the third person is.«
Mais Eddington avait aussi des défauts. En tant que théoricien des structures stellaires, il s’opposa férocement à son jeune collègue Subrahmanyan Chandrasekhar qui prédisait l’existence des trous noirs à partir de la relativité — découverte qui vaudra à Chandrasekhar le Nobel en 1983, soit 40 ans après le combat avec Eddington. Comme quoi, on peut être un grand homme et un mauvais conservateur scientifique en même temps.
Les implications de la relativité générale aujourd’hui
L’éclipse de 1919 a ouvert la porte à une compréhension entièrement nouvelle de l’univers. En voici quelques héritages directs.
1. Le GPS de votre smartphone
Sans la relativité générale, votre GPS ne fonctionnerait pas. Les satellites GPS orbitent à 20 200 km de la Terre, dans un champ gravitationnel plus faible. Conséquence : leurs horloges atomiques avancent de 38 microsecondes par jour plus vite que les horloges terrestres. Si on ne corrigeait pas cet effet relativiste, le GPS dériverait de 10 km par jour. Inutilisable. La relativité générale est donc un outil technologique quotidien.
2. Les trous noirs
Prédits théoriquement par Karl Schwarzschild dès 1916 à partir des équations d’Einstein, les trous noirs sont aujourd’hui directement observés. La première photo d’un trou noir (M87*) a été publiée en avril 2019, exactement 100 ans après l’éclipse d’Eddington. Quelle élégante symétrie historique.
3. Les ondes gravitationnelles
Détectées en 2015 par LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), confirmées en 2017 par le Nobel de physique. Une autre prédiction d’Einstein de 1916. La relativité générale ne cesse de se vérifier.
4. L’expansion de l’univers
Edwin Hubble découvre l’expansion en 1929 — Einstein avait initialement refusé cette idée (il préférait un univers statique) avant de qualifier son refus de « plus grande erreur de sa vie ». La relativité générale est aujourd’hui le cadre théorique de toute la cosmologie moderne.
L’écho dans la culture populaire
Hommages
L’année 1919 et l’éclipse d’Eddington ont été commémorées :
- 2005 — Pièce de théâtre Einstein on the Beach reprend cet épisode
- 2008 — Film Einstein and Eddington (BBC) avec David Tennant et Andy Serkis
- 2019 — Centenaire célébré dans le monde entier, exposition à la Royal Astronomical Society
- 2019 — Photo du trou noir M87* (Event Horizon Telescope) publiée volontairement le jour du centenaire
Hommage astronomique
L’astéroïde (2761) Eddington et un cratère lunaire portent son nom. Einstein, quant à lui, a un cratère sur la Lune, un astéroïde, et une statue à Washington devant l’Académie nationale des sciences.
Et le 12 août 2026 ?
L’éclipse du 12 août 2026 ne va pas confirmer de nouvelle théorie révolutionnaire — la relativité est aujourd’hui solidement établie. Mais elle reste l’occasion de refaire l’expérience d’Eddington en miniature : des amateurs équipés de matériel modeste pourront photographier des étoiles près du Soleil masqué et vérifier eux-mêmes l’effet de déviation gravitationnelle. Plusieurs clubs d’astronomie organisent cette réplique pédagogique.
Pour vivre votre éclipse en héritier d’Eddington :
- Préparer vos lunettes d’observation certifiées
- Si vous êtes photographe : voir notre guide reflex pro
- Pour les enseignants : notre guide observation à l’école propose des activités pédagogiques sur Einstein et la relativité
FAQ — Éclipse 1919 et relativité
Pourquoi Eddington a-t-il choisi Príncipe et Sobral ?
Pour maximiser les chances : deux sites éloignés (15 000 km), météos potentiellement différentes, possibilité de croiser les résultats. Príncipe : durée de totalité, accessibilité. Sobral : météo statistiquement excellente.
L’éclipse de 1919 était-elle exceptionnelle par sa durée ?
Oui — 6 min 51 s de totalité maximale dans l’Atlantique, ce qui en fait l’une des plus longues éclipses du XXe siècle. Cette durée a été cruciale pour pouvoir prendre suffisamment de photographies.
Comment la relativité a-t-elle été confirmée depuis 1919 ?
Des centaines de fois, dans des expériences toujours plus précises : VLBI (interférométrie radio), LIGO (ondes gravitationnelles), Event Horizon Telescope (image des trous noirs), GPS, expériences au CERN. La précision atteint aujourd’hui le millième de pourcent.
Eddington a-t-il triché en écartant les plaques de Sobral ?
Probablement non. L’analyse historique moderne (notamment de Daniel Kennefick, No Shadow of a Doubt, 2019) montre que les plaques écartées avaient effectivement des défauts techniques détectables. Mais la décision a alimenté un débat épistémologique durable sur la « neutralité » des choix scientifiques.
Si Eddington n’avait pas confirmé Einstein, que se serait-il passé ?
La relativité générale aurait sans doute été confirmée plus tard par une autre éclipse (1922, 1925), mais Einstein n’aurait pas atteint le statut iconique aussi rapidement. La science ne se serait pas développée différemment, mais la popularité de la science aurait pris un autre cours.
Quelle est la prochaine éclipse historique pour la science ?
L’éclipse totale du 8 avril 2024 (Amérique du Nord) a permis des tests précis de la météorologie spatiale et l’observation de la couronne solaire avec des télescopes embarqués sur ballons. L’éclipse du 12 août 2026 servira aussi à de tels programmes citoyens.
Pour aller plus loin
- Notre dossier sur Thalès et la naissance de la science
- Les mythologies des éclipses à travers le monde
- Préparer son matériel photo pour l’éclipse
- Pour les enseignants : organiser une observation à l’école
Sources
- Daniel Kennefick, No Shadow of a Doubt: The 1919 Eclipse That Confirmed Einstein’s Theory of Relativity, Princeton University Press, 2019
- Sir Arthur Eddington, Report on the Relativity Theory of Gravitation, 1918
- F.W. Dyson, A.S. Eddington, C. Davidson, « A determination of the deflection of light by the Sun’s gravitational field », Philosophical Transactions of the Royal Society, 1920
- Société Astronomique de France — Dossier « Éclipse 1919 »
- The Conversation — « En 1919, l’éclipse de Soleil qui démontra la relativité générale »
- NASA — Solar Eclipse Predictions, May 29, 1919
- Royal Astronomical Society — Centenary archive, 2019