La gravitation

Une brève histoire de la gravitation

Par 22 avril 2018 Pas de commentaires

Par Adam Belkacem,

 

Il fallait être Newton pour apercevoir que la lune tombe, quand tout le monde voit bien qu’elle ne tombe pas.”  Paul Valéry, Mélange (1939)

 

La pomme. Ce fruit semble avoir un impact considérable sur l’histoire de l’être humain. En premier lieu, il a précipité l’arrivée des hommes sur Terre après qu’Adam et Ève furent chassées du paradis pour avoir croqué le fruit défendu. Ensuite, il a, d’après la légende, permis à Isaac Newton de comprendre que les lois qui régissaient les mouvements des planètes et des objets sur Terre étaient les mêmes.

En somme, nous devons à la pomme notre présence sur Terre et la compréhension des lois façonnant le monde dans lequel nous vivons. Pas étonnant qu’on l’appelle aussi le fruit de la connaissance.

Cependant, la science actuelle fait face à de nombreuses incompréhensions quant à la complétude de la théorie gravitationnelle. La pomme permettra-t-elle une troisième révolution ?

Il semble opportun de rappeler comment nous en sommes venus à l’imbroglio actuel en faisant un récapitulatif de l’histoire scientifique.

 

Fin XVIIème siècle, deux scientifiques de renom occupent le devant de la scène gravitationnelle : l’italien Galilée et l’allemand Kepler. Les travaux du premier décrivent la chute des objets dans le monde terrestre. L’allemand, lui, a passé plus de 20 ans de sa vie à analyser les mouvements des planètes pour les comprendre et pouvoir les prédire. Nous vivions à cette époque avec deux théories sur les mouvements des objets, qui distinguaient le monde terrestre et le monde extra-terrestre, comme si la Terre constituait ” un empire dans un empire ” pour reprendre l’idée de Spinoza. Cette vision biaisée est représentative de l’anthropomorphisme d’alors.

Un jeune anglais, aussi génial qu’exécrable, mettra fin à cette perception dichotomique du monde en unifiant les théories de ses pairs, ne laissant à ces derniers Kepler comme lot de consolation. En effet, Newton comprend que la pomme tombe sur Terre par le même mécanisme que la lune tourne autour de la planète bleue. Genius. Son Philosophiae naturalis principia mathematic (1687) pose les bases de la physique moderne et il nomme cette force attractive ” Gravitation “. Ses travaux sont remarquables ; ils expliquent toutes les trajectoires. Enfin presque. Une seule déroge à la règle. Celle de Mercure. Mercure ou l’irrésistible village gaulois. Une incohérence dans son mouvement apparaît au moment où elle est le plus proche du soleil. Les scientifiques, Newton le premier, imagine alors qu’une planète qui leur est invisible vient perturber le trajet de la planète la plus proche du soleil. Cela semble cohérent. Jusqu’au début du XXème siècle et les travaux d’un savant dont la célébrité fait de l’ombre à ses propres théories, pourtant révolutionnaires. Albert Einstein.

 

Le XXème siècle rime avec de nouvelles découvertes exceptionnelles. Le savant aux multiples nationalités avance une nouvelle conception de l’univers. Il n’y a pas de force magique qui attire instantanément 2 objets entre eux en fonction de leur masse. Il n’y a pas de force magique non plus qui permet à une planète de se placer en orbite d’une autre plus massive. Rien de tout cela. Simplement, plus un objet est massif, plus il déforme la trame de l’univers, qu’il nomme espace-temps. Ainsi, une planète n’est pas attirée magiquement par une planète plus dense, non. Elle suit tout simplement la courbure de l’espace-temps, d’où ces trajectoires curvilignes. Genius. Cependant, Einstein est embêté. Son modèle est complètement incompatible avec la nouvelle physique développée en Allemagne dans les années 30, par Heisenberg, Planck et Bohr. En effet, leur mécanique quantique, physique de l’infiniment petit, n’a rien à voir avec la relativité générale d’Einstein, physique de l’infiniment grand. Le fantasque scientifique a d’ailleurs passé le reste de sa vie a tenté d’unifier les deux théories. En vain.

Et nous sommes toujours au point mort, comme revenus à l’époque pré-Newtonienne avec une vision dichotomique de l’univers, scindé en deux entités infinies incompatibles – le monde quantique et le monde relativiste. Les théories se succèdent : théorie des cordes, des supercordes, gravitation quantique à boucles, super gravité etc. La gravité quantique, unification des deux théories et graal des chercheurs actuels, leur glisse entre les doigts tels des grains de sables sur une plage en été. Quelle sera la pomme du XXIème siècle ?

Répondre