La force de Gravité

Issac Newton (1642-1727) Mathématicien, physicien, astronome et philosophe, Newton passe pour l'un des lus grands savants de tous les temps. Il fit ses études à Cambridge, et quand cette unisersité fut fermée de 1664 à 1666 à cause de la peste il rentra chez lui, à Woolsthorpe, dans le Lincolnshire. C'est chez là qu'à l'age précoce de vingt-trois ans, il fit ses découvertes les plus marquantes.

C'est à cette époque en éffet qu'il formula ses trois lois du mouvement, qui constituent la base de toute la mécanique, et élabora sa "théorie de la gravitation universelle", qui montre que les mêmes forces gouvernent à la fois la chute des objets sur la Terre et la et la rotation en orbite des corps célèstes. En décomposant la lumière du Soleil à l'aide d'un prisme, il découvrit que la lumière blanche était composée de toutes les couleurs du spectre. Et il commença à travailler sur le calcul infinitésimal, forme de mathématiques quei lui permit par la suite de démontrer ses idées scientifiques. Ce n'est toutefois qu'en 1867 que Newton publia ses découvertes dans les principes, qui furent suivis pa L'Optique, en 1704, il devint professeur de mathématiques à Cambridge en 1691, président de la Royal Society en 1703, maitre de la Monnaie royale et, en 1705, Newton fut nommé chevalier, en reconnaissance pour ses services rendus ainsi que pour ses mérites scientifiques.

La gravité

Parmi les quatre forces naturelles connues, c'est la force de gravité qui es prépondérante, car elle agit sur les macrostructures de l'Univers, régissant, par exemple, l'orbite des planètes autour d'une étoile. Même si c'est la plus faible de ces quatre forces, elle agit sur des distances infinies.

La force nucléaire faible

Beacoup plus forte que la gravité, mais n'agissant que sur des distannces "subatomiques" minuscules, la fore nucléaire faible régit la désintégration de certaines particules fondamentales, comme celle du neutron pour donner un proton un éléctron et l'énigmatique neutrino, de masse et de charge nulles.

La force nucléaire forte

Cette force assure la cohésion du noyau des "atomes", qui est constritué de neutrons de charge neutre et de protons de charge positive. Sans elle, les mêmes charges des protons du noyau se repousseraient les unes les autres, rendant impossible l'éxistence de noyau et de la matière telle que nous la connaissons.

La force électromagnétique

C'est la force de la charge et de la polarité magnétique, grace à laquelle les charges opposées, positives et négatives, s'attirent les unes aux autres. Elle agit à des distances infinies, mais elle stabilise aussi, par exemple les "Orbites" des électrons négatifs autour du noyau positif de tous les atomes.

La force de la gravité

UN ENFANT laisse tomber sa cuiller : elle tombe par terre sous l'effet de la gravité. Vous chaussez vos skis en haut d'une piste et vous vous laissez glisser vers le bas : une force gravitationnelle vous entraine le long de la pente. La Lune tourne en orbite autour de la Terre : son mouvement circulaire est provoqué par la force de gravité. Il en est de même pour les planètes, les comètes et les astéroidesqui tournent en orbite autour du Soleil.Et c'est la même force qui anime le disque majestueux de notre Voie lactée, lequel mesure pls de 100 000 années-lumière de diamètre.

Ces quelques exemples illustrent l'ubiquité et l'omnipotence de la gravité. Contrairement à la plupart des autres forces, elle semble agir avec une intensité égale à toutes les échelles, du microscopique à l'astronomique. Mais il fallut l'immense intelligence d'Issac Newton pur en comprendre le principe sous-jacent.

En 1687, comme l'histoire nous le raconte, Newton réfléchit aux conséquences de la chute d'une pomme dans son verger, puis il publia son ouvrage fondamental Philosophiae Naturalis Principia Maghematica (Principes mathématiques de la philosophie naturelle),connu sous le nom des Principes. L'ouvrage traitait de nombreux sujets, mais surtout, il énoncait la loi de la gravitation universelle, qui pose comme principe fondamental de l'Univers que toute matière attire n'importe quelle autre matière par le jeu d'une force gravitationnelle.

L'intensité de cette force dépend de la masse des corps qui s'attirent mutuellement et elle décroit rapidement, au fur et et à mesure que la distance entre ces corps augmente. Cette affirmation d'une élégante et profonde simplicité permettait de prédire à la fois la chute d'une pomme et la mise sur orbite des planètes.
La gravité est indubitablement la force qui régit à une grande échelle le comportement de tous les élélments de l'Univers. Tout objet de grande taille, qu'il s'agisse d'une planète, d'une étoile ou d'une galaxie, est entouré d'un champ gravitationnel.

Aujourd'hui, suivant les théories d'Einstein, ce champ est souvent concu comme un "puits de gravité" un creux ou une dépression dans le tissu de "l'espace-temps" dont la profondeur est déterminée par la quantité de matière qui constitue ll'objet. Cette courbure ou ce "gauchissement" de l'espace-temps oblige toute matière ou toute fomme d'énergie, telle que le matière que la lumière, à se courber lorsqu'elle traverse le champ gravitationnel d'objet de grandes taille, comme les étoiles.

Les autres objets ou courants de radiations qui pénètrent dans ces dépressions glissent en elles, autrement dit, ils sont infuencés par la force gravitationnelle. Lorsqu'un vaisseau spatial sort du puits de gravité de la Terre, les influences gravitationnelles résiduelles sont faibles et vitationnelles résiduelles sont faibles et tous les objets logés dans le vaisseau sont en apesanteur.

Le poid "la masse" d'un objet n'est que la force gravitationnelle qui agit sur lui en un lieu donné. Les progrès scientifiques accomplis au XX siècle ont complété de diverses manières l'édifice bati par Newton. Grace à la théorie de la relativité d'Einstein, nous savons désormais que la masse et l'énergie sont équivalentes. L'une peut se changer en l'autre, entrainant les effets dévasteurs d'une bombe atomique.

Nous n'avons également pas hésité à imaginer des objets d'une densité assez élevée pour que leur puits gravitationnel soit si profond et si escarpé que rien ne puisse s'en échapper. Cet objet est le fameux "TROU NOIR", entité Cosmologique dont la gravité est si forte qu'elle empeche même la lumière de s'échapper. De telle masses mystérieuses existent peut etre au coeur de nombreuses galaxies, formant un noyau immense et pourtant invisible autour duquel tournent les myriades de soleils de la galaxie.

Les spéculations sur les mystéres de la gravité sont allées plus loin encore. De même qu'une charge électrique animée d'un mouvement ou d'une vibration émet des ondes électromagétiques, on a émis l'hypothèse qu'une grande masse vibrante puissent produire des ondes gravitationnelles, ou perturbations du champ gravitationnel, semblables à des rides qui se déplacent à la vitesse de la lumière.

Ce serait la gravité, la force électromagnétique et les forces nucléaires dites faible et forte, qui assurent la structure du noyau de l'atome. Les deux dernières agissent seulement à de courtes distancces alors que la gravité et l'électromagétisme produisent des effets à des distances infinies. La gravité est de loin la force la plus petite des quatre ; les autres sont au moins 10 puissance 35 fois plus grandes.

En dépit de son infime efficacié, c'est la gravité qui est la force dominante à l'echelle astronomique, car elle opère à n'inporte quelle distance. L'Univers étant électromgnetiquement neutre, les forces électromagnétique n'affectent pas les mouvements cosmoslogiques : toute charge positive est contrebalancée par une force négative.
Certains savants ont soutenus l'idée qu'à des niveaux d'énergie de plus en plus élevées ces quatre forces de natures très différentes pourraient se fondre en une force unique. Ces énergies d'une importance suffisante n'ont peut etre existe qu'au moment du BIG BANG.