La gravité, malgré son évidence, reste l’un des plus grands mystères de la science. Si nous pouvons l’observer tous les jours et expliquer ses effets, les physiciens ne savent toujours pas exactement quelles en sont les causes et comment elle fonctionne exactement.
Vers 1915, Albert Einstein a émis sa fameuse hypothèse de la relativité générale. Elle permettait notamment d’éclaircir certains points que la loi de l’attraction universelle de Newton ne pouvait pas expliquer. L’attraction gravitationnelle, décrite par Isaac Newton comme la force responsable de la chute des corps, du mouvement des corps célestes et de l’attraction entre les corps ayant une masse, serait selon Einstein une manifestation de la déformation de la géométrie de l’espace-temps par les masses.
À lire :
5 problèmes mathématiques qui n'ont pas encore été résolu
A. La gravité
Qu’est-ce que la gravité, sans utiliser d’équations ? Prenons un exemple simple : lorsque nous sommes debout, sans faire d’efforts particuliers (sauts, courses …), nos pieds restent sur le sol. C’est parce que nous sommes attirés par la Terre.
La gravité est le fait que deux objets (donc qui ont une masse non nulle et qui sont considérés comme immatériels et isolés) s’attirent l’un et l’autre. Dans l’exemple, le premier objet est la Terre, et le deuxième, nous. Même si nous parlons souvent de gravité pour la Terre, la gravité existe dès qu’il y a deux objets massiques en présence. La constante qui entre en jeu dans les équations pour prendre en compte la gravité est la constante universelle de gravitation, notée G. Elle vaut environ
G = 6,67 *10-11 m³ kg-1 s-2.
Par exemple, si les planètes ont une trajectoire circulaire ou elliptique, c’est grâce à la force que chacune exerce sur les autres, et à celle des étoiles sur leurs planètes.
La gravité a été mesurée grâce à l’expérience de Cavendish (photo ci-dessous). Les petites boules sont attirées par les plus grosses, et on peut mesurer l’angle α.
B. La pesanteur
Lorsqu’on parle de pesanteur, on désigne le plus souvent la pesanteur terrestre. C’est le fait de rester au même endroit sur Terre, quand on ne fait aucun effort particulier, donc de ne pas partir dans l’espace, et de tourner en même temps que la Terre. La grandeur associée est l’accélération de pesanteur, notée g. Elle vaut environ 9,81 m s-2
La notion de pesanteur est la même sur d’autres planètes. On parlera par exemple de pesanteur martienne pour la planète Mars.
Même s’il s’agit d’un autre mot-clé, on peut se demander comment cette grandeur est mesurée. On utilise actuellement un gravimètre.
