Modèle:La gravitation: approche historique

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De la Pomme de Newton au Mollusque d´Einstein[modifier le wikicode]

Tous les objets tombent vers le sol. Le constat est évident! Et cela interpelle les scientifiques depuis l´aube de la science. Ici on se propose d´explorer la formation d´idées de plus en plus précises et efficaces dans la description et la prédiction des effets de cette force si quotidienne et pourtant si mysterieuse: la gravitation. Cela nous entrainera de la pomme qui tombe dans un jardin, vers les instants primordiaux de la Création.


La Physique Aristotélicienne[modifier le wikicode]

Le philosophe et savant grec Aristote, a donné le premier semblant de theorie physique dans l´ouvrage qui a donne son nom à cette science "La Physique". Selon lui tous les objets tombent vers la Terre car c´est d´elle qu´ils sont issus et qu´ils tendent naturellement à revenir vers leur origine. De plus il tient pour certain que plus un objet est lourd plus celui ci tombe vite. Le lien entre la gravité et l´astronomie n´est alors pas soupconné.

La Renaissance: expérimentation et observations[modifier le wikicode]

L´on doit au scientifique italien Galileo Galilei, francisé en Galilée, les premieres experiences et reflexions proprement physiques sur le mouvement. En effet dans ses Dialogues sur le mouvement, Galilei postule que tout corps persiste dans l´etat de repos ou de mouvement rectiligne et uniforme. C´est pour cela que les referentiels où sont verifiee cette propriete sont nommes referentiels galileens ou inertiels. De plus il enonce egalement le postulat de relativite galileenne "Les lois de la Physique sont verifiees dans tout referentiel inertiel". Il menera egalement une experience sur la chute des poids pour montrer que contrairement a ce que pensait Aristote les corps tombent a la meme vitesse independament de leur poids. Dans le meme siecle l´astronome allemand Johannes Kepler (copernicien convaincu) enonce ses troix lois de la mecanique celeste: - Les orbites des planetes sont des ellipses dont le soleil occupe l´un des foyers. - Les planetes decrivent des aires egales en des temps egaux. - Pour toute planete sa periode est proportionelle au cube du demi grand axe de son orbite.

Le temps de la synthèse: La Pomme de Newton[modifier le wikicode]

Isaac Newton publie ses Principes de Philosophie Naturelle. En utilisant les ressources du calcul differentiel qu´il a invente, il effectue la synthese des experiences de la Renaissance. Il etablit que la deuxieme loi de Kepler permet d´affirmer que toute les planetes sont soumises à une force dirigée vers le Soleil, et d´intensite inversement proportionelle au carré de la distance separant la planete de ce dernier. Puis il demontre que cette force est la meme que celle responsable de la chute des corps: la gravite devient gravitation universelle. C´est ainsi qu´est operee l´union des ellipses de Kepler et des paraboles de Galilee. C´est a un autre anglais du nom de Cavendish, que l´on doit la premiere experience de pesée de la Terre. Pour ce faire il doit experimentalement determiner la valeur de la constante de gravitation G. Il l´effectuera au moyen de la balance de torsion, en mesurant l´attraction gravitationnelle de deux masses donnees.

La theorie de Newton va par la suite connaitre peu de modifications et permettre de grandes decouvertes: le calcul de l´emplacement de Neptune par Le Verrier et son observation confirmeront brillament l´exactitude de la theorie. Jusqu´a ce qu´un certain Albert Einstein vienne chambouler la Mecanique bien huilée de Sir Newton.

Le Temps de la Revolution: Le Mollusque d´Einstein[modifier le wikicode]

1915. Eistein publie la theorie de la Relativité Générale qui generalise sa theorie du mouvement de 1905. Il s´agit d´une des plus grandes revolutions conceptuelles qui aient eu lieu car cette theorie montre que la gravitation n´est pas qu´une simple action a distance instantannee comme le pensait Newton, mais qu´il s´agit ni plus ni moins que de la courbure de l´espace-temps lui-meme! L´espace temps est pour Eistein une entite deformable et manipulable, entite qu´il metaphorisait par un Mollusque, le Mollusque d´Einstein. La theorie permet surtout de repondre a des problemes de l´ordre des observations: les astronomes observaient en effet un decalage du perihelie de Mercure, phenomene predit par la Gravitation de Newton mais dont la valeur observee etait suffisament superieure a cette derniere pour interpeller les astronomes. Comme Mercure est la planete la plus proche du Soleil elle subit des effets Relativistes, la theorie de Newton n´est valables que pour des champs de gravitation faibles. Une autre confirmation fut etablie par Sir Arthur Eddington, qui lors d´une observation d´une eclipse solaire put constater l´effet de lentille gravitationnelle exerce par le Soleil sur les rayons lumineux de certaines etoiles.

Une force Cosmique et une théorie Cosmologique[modifier le wikicode]

Si la theorie tomba quelque peu en manque d´interet les decennies suivantes, elle connait depuis les annees 60 un veritable regain comme le cadre permettant de decrire l´evolution de l´Univers. Si jusqu´a ce moment la theorie prevalente etait celle d´un univers fixe et stable au long du temps, Newton se demandait deja lui meme si le Systeme Solaire et par dela l´Univers etait stable sous l´action de la gravitation entre etoiles. Il s´avere que le chanoine Georges Lemaitre montra que la Relativité impliquait que l´Univers soit en constante expansion, donc en remontant le film, Lemaitre en deduisait que tout notre Univers etait issu d´un point infime a l´origine de tout. Cette theorie fut brillament confirmée par l´observation du decalage Doppler des rayonnements des galaxies par Edwin Hubble. Ainsi que par la detection du Fond Diffus Cosmologique (par Penzias et Wilson), un rayonnement fossile issu de la matiere chaude et condensee du debut de vie de l´Univers.