Le phénomène de la gravité est une loi gravité universelle. Deux corps agissent l'un sur l'autre avec une force inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare et directement proportionnelle au produit de leurs masses.
Mathématiquement on peut exprimer cette grande loi par la formule
La gravité agit sur de vastes distances dans l'Univers. Mais Newton soutenait que tous les objets s’attiraient mutuellement. Est-il vrai que deux objets s’attirent ? Imaginez, on sait que la Terre vous attire assis sur une chaise. Mais avez-vous déjà pensé qu’un ordinateur et une souris s’attirent ? Ou un crayon et un stylo posés sur la table ? Dans ce cas, on substitue la masse du stylo, la masse du crayon dans la formule, on divise par le carré de la distance qui les sépare, en tenant compte de la constante gravitationnelle, on obtient leur force attirance mutuelle. Mais il s'avérera si petit (en raison des petites masses du stylo et du crayon) que l'on ne sentira pas sa présence. C'est une autre affaire quand nous parlons de sur la Terre et la chaise, ou sur le Soleil et la Terre. Les masses sont importantes, ce qui permet d’évaluer déjà l’effet de la force.
Cela s'applique également à ses réflexions sur la théorie de la gravité, qui seront discutées ci-dessous. Base mathématique Cette théorie est la loi de la gravité de Newton, qui stipule que deux corps s'attirent avec une force proportionnelle à leurs masses et proportionnelle au carré de leurs distances. Le siècle est largement accepté. Euler ne fait pas exception, comme le montrent les citations suivantes.
Ainsi, cette circonstance prouve, pour les raisons les plus graves, que parmi tous corps célestes prévaut la gravité générale, par laquelle ils se déplacent les uns contre les autres ; et que cette force est d'autant plus grande qu'ils sont proches l'un de l'autre. Ce fait ne peut être nié.
Rappelons-nous l'accélération de la chute libre. C'est l'effet de la loi de l'attraction. Sous l'influence d'une force, un corps change de vitesse d'autant plus lentement que plus de masse. En conséquence, tous les corps tombent sur Terre avec la même accélération.
Quelle est la cause de cette force unique et invisible ? Aujourd'hui, l'existence de champ gravitationnel. Vous pouvez en apprendre davantage sur la nature du champ gravitationnel dans matériel supplémentaire sujets.
Dans le contexte du soleil et de la planète, il le dit plus précisément. Pour donc juger de la force avec laquelle un corps est attiré vers un autre, il suffit de remarquer que cette force est principalement en proportion correcte avec la masse du corps attiré et avec l'attraction du corps attiré et l'inverse de la masse du corps attiré. carré de la position de distance.
La formulation de la loi de la gravité est considérée à juste titre comme une étape importante dans l’histoire. sciences naturelles, puisqu'il permettait de calculer avec une grande précision les mouvements de la Lune et des planètes. Isaac Newton a également montré que les lois du mouvement planétaire découvertes plus d'un demi-siècle plus tôt par Johannes Kepler pouvaient être dérivées de la loi de la gravité en combinaison avec les lois du mouvement formulées par lui.
Pensez-y, qu'est-ce que la gravité ? D'où vient-il ? Qu'est-ce que c'est? Il n'est sûrement pas possible que la planète regarde le Soleil, voit à quelle distance il se trouve et calcule l'inverse du carré de la distance conformément à cette loi ?
Direction de la gravité
Il y a deux corps, disons le corps A et le corps B. Le corps A attire le corps B. La force avec laquelle le corps A agit commence sur le corps B et est dirigée vers le corps A. C'est-à-dire qu'il « prend » le corps B et le tire vers lui. . Le corps B « fait » la même chose au corps A.
Il est d'autant plus surprenant que la théorie de Newton, essentiellement incontestée, ait suscité des controverses parmi les scientifiques européens tout au long du siècle, avec une gravité et une sévérité que nous pouvons difficilement imaginer aujourd'hui. Ici rôle important joué non seulement factuel, mais aussi personnel et aspects nationaux. Personne n'a nié l'existence de cette force, mais l'influence de nombreux physiciens, sinon de la plupart, sur Continent européen il ne suffisait pas de parler de pouvoir d’attraction et d’en tenir compte sans connaître la raison de ce pouvoir. Moderne : Il a été considéré comme ennuyeux que la théorie de Newton soit une théorie de la distance.
Tout le monde est attiré par la Terre. La terre « prend » le corps et le tire vers son centre. Par conséquent, cette force sera toujours dirigée verticalement vers le bas et elle est appliquée à partir du centre de gravité du corps, c’est ce qu’on appelle la force de gravité.
La principale chose à retenir
1) Loi et formule ;
2) Direction de la gravité
Directement avec Galilée et René Descartes, les scientifiques se sont vantés pendant des siècles d'avoir vaincu cette doctrine des qualités cachées, les « occultistes qualitatifs ». Aux autres un exemple remarquable Une telle propriété cachée est l’affirmation selon laquelle la nature a une aversion pour le vide. Evangelista Torricelli et Blaise Pascal ont montré que le prétendu "vide terrible" avait une cause mécanique, la pression de l'air, que l'on croyait désormais être la cause du fonctionnement de la pompe aspirante et de la montée du mercure dans le baromètre.
Quand, comme Newton, on parlait de la force de gravité pour expliquer l’attraction des corps lourds, c’était pour beaucoup un retour à ces « occultes qualitatives », les traits cachés de la pseudoscience médiévale, des phénomènes non liés à des causes, mais expliqués par des mots. .
Certaines méthodes d'exploration géologique, de prévision des marées et dernièrement calcul de mouvement satellites artificiels Et stations interplanétaires. Calcul avancé des positions planétaires.
Pouvons-nous réaliser nous-mêmes une telle expérience et ne pas deviner si les planètes et les objets sont attirés ?
Une telle expérience directe faite Cavendish (Henry Cavendish (1731-1810) - physicien et chimiste anglais)à l'aide du dispositif illustré sur la figure. L'idée était d'accrocher une tige avec deux billes sur un fil de quartz très fin puis d'amener vers elles deux grosses billes de plomb par le côté. L'attraction des boules va tordre légèrement le fil - légèrement, car les forces d'attraction entre les objets ordinaires sont très faibles. Grâce à un tel appareil, Cavendish a pu mesurer directement la force, la distance et l'ampleur des deux masses et ainsi déterminer constante gravitationnelle G.
Le passage pertinent se trouve dans Traduction allemande. Mais c’était une pierre d’achoppement pour de nombreux physiciens. Bien que Newton n'ait pas exclu qu'il y ait une cause physique à la gravité, il a seulement dit qu'il ne la savait pas, lui et ses disciples sont considérés comme les temps les plus sombres de la physique aristotélicienne. Tout comme Aristote enseignait que la cause de la gravité est la persistance du corps à atteindre sa place naturelle, Newton attribue corps similaires propriétés cachées lorsqu’on parle d’attraction. Comment la matière mal-aimée « à travers l’espace vide » est-elle censée savoir qu’il existe quelque chose ailleurs qui devrait provoquer l’attraction des accumulations de matière ?
La découverte unique de la constante gravitationnelle G, qui caractérise le champ gravitationnel dans l'espace, a permis de déterminer la masse de la Terre, du Soleil et d'autres corps célestes. C'est pourquoi Cavendish a appelé son expérience « peser la Terre ».
C'est intéressant ça diverses lois il y a des physiciens caractéristiques communes. Passons aux lois de l'électricité (force de Coulomb). Les forces électriques sont également inversement proportionnelles au carré de la distance, mais entre les charges, et l'on pense involontairement que ce schéma cache sens profond. Jusqu'à présent, personne n'a pu imaginer la gravité et l'électricité comme deux différentes manifestations la même entité.
Cette question est abordée plus ou moins largement dans tous les livres de physique du siècle, comme le montre cet exemple. Le « mécanisme » est la clé mot-clé Ici. Ce que des physiciens comme Jean-Antoine Nollet ont manqué dans Newton, c'est la cause mécanique du mouvement des corps les uns vers les autres, ce qui exerce une pression ou une traction directe sur eux.
Le « dégoût » de Nolle face à la gravité a conduit de nombreux physiciens et philosophes à proposer ce qu'ils croyaient n'être pas. Physique newtonienne, à savoir le « mécanisme » comme cause de la force qui rapproche les corps. Figure 1 : Explication du mouvement planétaire selon la théorie des vertébrés de Descartes, d'après : Nicolas Bion, L'Utilisation des Globes et des Animaux, Paris.
Ici, la force varie également inversement au carré de la distance, mais la différence dans l'ampleur des forces électriques et gravitationnelles est frappante. Essayer d'installer caractère général gravité et électricité, on découvre une telle supériorité des forces électriques sur les forces de gravité qu'il est difficile de croire que toutes deux ont la même source. Comment peut-on dire que l’un est plus puissant que l’autre ? Après tout, tout dépend de la masse et de la charge. Lorsque vous discutez de la force d'action de la gravité, vous n'avez pas le droit de dire : « Prenons une masse de telle ou telle taille », car vous la choisissez vous-même. Mais si l'on prend ce que la Nature elle-même nous offre (elle valeurs propres et des mesures qui n'ont rien à voir avec nos pouces, nos années, avec nos mesures), alors nous pouvons comparer. Prenons une particule chargée élémentaire, comme un électron. Deux particules élémentaires, deux électrons, dus à charge électrique se repoussent avec une force inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare, et en raison de la gravité, ils sont à nouveau attirés l'un vers l'autre avec une force inversement proportionnelle au carré de la distance.
De nombreux scientifiques célèbres, de Christiaan Huygens à Johann Bernoulli en passant par Christiane Wolf et Georg Bernhard Bilfinger, ont tenté en vain de corriger la théorie des vertébrés de Descartes afin de pouvoir en déduire la loi de la gravité de Newton et les lois de Kepler sur le mouvement planétaire. siècle, cela ressort clairement des nombreux articles, mémoires et livres primés publiés à cette époque, dont les auteurs prétendent avoir trouvé la cause de la gravité. En France notamment, la théorie du twisted masse gravitationnelle Cela a duré très longtemps, bien qu'aucune loi quantitative n'ait pu en être déduite.
Question : quel est le rapport entre la force gravitationnelle et force électrique? La gravité est à la répulsion électrique comme on l’est à un nombre avec 42 zéros. Cela provoque une profonde confusion. D’où peut venir un si grand nombre ?
Les gens recherchent cet énorme coefficient dans d’autres phénomènes naturels. Ils traversent toutes sortes de gros chiffres et si tu as besoin grand nombre, pourquoi ne pas prendre, disons, le rapport entre le diamètre de l'Univers et le diamètre du proton - étonnamment, c'est aussi un nombre avec 42 zéros. Et alors ils disent : peut-être que ce coefficient égal au rapport diamètre d'un proton au diamètre de l'Univers ? C'est une idée intéressante, mais à mesure que l'Univers s'étend progressivement, il en va de même pour constante de gravité. Bien que cette hypothèse n’ait pas encore été réfutée, nous n’avons aucune preuve en sa faveur. Au contraire, certaines preuves suggèrent que la constante gravitationnelle n’a pas changé de cette manière. Ce chiffre énorme reste encore aujourd’hui un mystère.
Dans ce contexte, il convient également de noter la contribution d'Euler à la théorie de la gravité. En tant que mathématicien, il était un leader dans l'application de la loi de la gravité de Newton au mouvement des corps célestes tels que la lune, les planètes et les comètes, tandis qu'en tant que physicien, il était un cartésien obstiné, attaqué en masse par Newton et ses disciples.
Cela ne veut pas dire qu'il défendait sans réserve la matière subtile de Descartes et son vortex, mais comme Descartes, Euler croyait aussi fermement qu'il ne pouvait y avoir de distance et que l'espace devait être rempli de fluide subtil, non seulement de la gravité, mais aussi d'autres phénomènes inhabituels. des phénomènes tels que la lumière, les couleurs, le magnétisme et l'électricité, sont dus à des causes mécaniques.
Einstein a dû modifier les lois de la gravité conformément aux principes de la relativité. Le premier de ces principes stipule qu'une distance x ne peut être franchie instantanément, alors que selon la théorie de Newton, les forces agissent instantanément. Einstein a dû changer les lois de Newton. Ces changements et clarifications sont très minimes. L'une d'elles est la suivante : puisque la lumière a de l'énergie, l'énergie est équivalente à la masse, et toutes les masses sont attirées, la lumière est également attirée et, par conséquent, en passant par le Soleil, elle doit être déviée. C’est ainsi que cela se passe réellement. La force de gravité est également légèrement modifiée dans la théorie d'Einstein. Mais ce très léger changement dans la loi de la gravitation suffit juste à expliquer certaines des irrégularités apparentes du mouvement de Mercure.
On trouve aussi quelques expressions dans la correspondance d'Euler. L'essai n'est pas encore mentionné dans le catalogue des œuvres de Leonhard Euler de Gustav Eneström. La première moitié de l'article est une polémique contre les attractionnistes, une heure contre les newtoniens qui attribuent la distance à la matière et déclarent qu'il n'est pas nécessaire de réfléchir à la cause mécanique de la force gravitationnelle. Euler réitère l'objection habituelle au retour à qualités cachées le Moyen Âge, puis tente de ridiculiser Newton en imaginant ce qu'il considère comme les conséquences de la théorie de la distance.
La seconde moitié de l'article contient la propre explication d'Euler de la gravité. Comme Descartes, il soutient que la Terre est entourée d’un liquide mince, l’éther. Cet air devrait prévaloir répartition inégale pression afin que tous les corps qui s'y trouvent soient déplacés là où la pression est la plus faible. Mais comment se produit la différence de pression dans l’air ? De la mécanique des fluides et de l'air, on sait que la même pression règne partout lorsque le fluide est au repos ; Des différences de pression ne se produisent que dans le cas de fluides.
Les phénomènes physiques dans le micromonde sont soumis à des lois différentes de celles des phénomènes dans le monde. à grande échelle. La question se pose : comment la gravité se manifeste-t-elle dans le monde des petites échelles ? La théorie quantique de la gravité y répondra. Mais théorie des quanta il n'y a pas encore de gravité. Les gens n’ont pas encore réussi à créer une théorie de la gravité qui soit pleinement cohérente avec les principes de la mécanique quantique et avec le principe d’incertitude.
Ainsi l'éther doit aussi se déplacer et, selon Euler, nous devons supposer qu'il est dans mouvement constant par terre. Pour sauvegarder loi gravitationnelle, il suffit à Euler de postuler que la pression de l'éther augmente extérieurement, proportionnellement à la distance au centre. Depuis sa formule pour la pression de l'éther dans orthographe moderne ressemble à celui montré sur la Fig.
La figure 4 montre le calcul et la figure correspondants dans l'essai d'Euler. Pour la pression à une distance x du centre de la terre, cela se traduit par une taille. Cela suit la loi de la gravitation de Newton. La différence de pression reçoit alors une expression encadrée au centre.
À la question « Qu’est-ce que la force ? » La physique répond ainsi : « La force est une mesure de l'interaction des corps matériels entre eux ou entre des corps et d'autres. objets matériels - champs physiques" Toutes les forces de la nature peuvent être classées en quatre espèce fondamentale interactions : fortes, faibles, électromagnétiques et gravitationnelles. Notre article parle de ce qu'ils sont forces gravitationnelles- une mesure du dernier type, et peut-être le plus répandu, de ces interactions dans la nature.
Enfin, Euler annonce la solution à d'autres énigmes mondiales. A partir de son hypothèse éthérique, une explication simple est donnée pour la diffraction de la lumière, l'électricité, les forces capillaires, le magnétisme et d'autres phénomènes similaires. Environ cinq ans plus tard, Euler reformule sa théorie de la gravité, mais il en repousse désormais les limites. Il ne peut pas expliquer comment se produit la chute de pression dans l'éther et note que nous ne pouvons guère espérer un jour « enquêter sur la vraie raison une telle réduction force élastiqueéther."
Cependant, avec ce fondement douteux de sa théorie, il peut « se satisfaire plus facilement que s'il prétendait simplement que tous les corps sont naturellement dotés du pouvoir de s'attirer les uns les autres ». Cette œuvre semblait également anonyme, mais dès le début, on savait qui en était l'auteur.
Commençons par la gravité de la Terre
Tous les êtres vivants savent qu’il existe une force qui attire les objets vers la terre. On l'appelle communément gravité, gravité ou pesanteur. Grâce à sa présence, les concepts de « haut » et de « bas » sont apparus chez une personne, qui déterminent la direction du mouvement ou l'emplacement de quelque chose par rapport à surface de la terre. Ainsi, dans un cas particulier, à la surface de la Terre ou à proximité, se manifestent des forces gravitationnelles qui attirent des objets de masse les uns vers les autres, manifestant leur effet à n'importe quelle distance, à la fois petite et très grande, même selon les normes cosmiques. 
Euler répète ici ses échecs contre les « philosophes anglais » qui affirment que la propriété essentielle de tous les corps est de s'attirer alternativement ; et que tous les corps ont pour ainsi dire une certaine inclination naturelle les uns vers les autres, par laquelle ils tendent à se rapprocher les uns des autres, comme s'ils avaient une sensation ou un désir, et il présente d'autres exemples pour illustrer l'absurdité d'une telle supposition, Donnons un exemple.
Si la voiture devait être suivie par des chevaux sans être tendue, et qu'il n'y avait pas de corde ou quoi que ce soit attaché entre le char et les chevaux, il serait beaucoup plus probable que le char serait quelque chose comme ça, de sorte qu'ils ne seraient pas reconnus. , et cela devrait-il y avoir jeu magique. Mais les Britanniques ne renoncent pas à leur avis.
La gravité et la troisième loi de Newton
Comme on le sait, toute force, si elle est considérée comme une mesure de l'interaction des corps physiques, est toujours appliquée à l'un d'eux. Donc dans interaction gravitationnelle corps les uns avec les autres, chacun d'eux subit de tels types de forces gravitationnelles causées par l'influence de chacun d'eux. S’il n’y a que deux corps (on suppose que l’action de tous les autres peut être négligée), alors chacun d’eux, selon la troisième loi de Newton, attirera l’autre corps avec la même force. Ainsi, la Lune et la Terre s’attirent, ce qui entraîne le flux et le reflux des mers terrestres. 
Après de tels échecs contre les adeptes de Newton, dont la science n'est rien d'autre que la sorcellerie, il dut présenter son propre théorie pesanteur. Cependant, il se contentait d'observer que l'attraction en tant que qualité occulte devait être bannie de la physique, mais il ne disait pas un mot sur les différences de pression dans l'éther à partir desquelles la loi de la gravitation pouvait être dérivée. Il se limite à observer cela.
Il semble donc plus raisonnable d'attribuer l'attraction réciproque du corps à l'action de l'éther, bien que la nature de cet effet ne soit pas considérée comme le recours à une propriété tout à fait incompréhensible. D’où vient cette modestie inattendue ? La réponse à cette question se trouve dans la correspondance d'Euler, et nous avons ici un exemple impressionnant des informations que nous pouvons tirer de correspondances non publiées et du sens qu'il y a à publier de telles correspondances.
Chaque planète dans système solaire subit simultanément plusieurs forces d’attraction du Soleil et d’autres planètes. Bien entendu, c'est la force gravitationnelle du Soleil qui détermine la forme et la taille de son orbite, mais les astronomes prennent également en compte l'influence des autres corps célestes dans leurs calculs des trajectoires de leur mouvement.
Lequel tombera au sol le plus rapidement d'une hauteur ?
La principale caractéristique de cette force est que tous les objets tombent au sol à la même vitesse, quelle que soit leur masse. Autrefois, jusqu'au XVIe siècle, on croyait que tout était inversé : les corps les plus lourds devaient tomber plus vite que les plus légers. Pour dissiper cette idée fausse, Galileo Galilei a dû réaliser sa célèbre expérience consistant à lâcher simultanément deux boulets de canon de poids différents depuis la tour penchée de Pise. Contrairement aux attentes des témoins de l’expérience, les deux noyaux ont atteint la surface en même temps. Aujourd'hui, chaque écolier sait que cela est dû au fait que la gravité confère à n'importe quel corps la même accélération de la gravité g = 9,81 m/s 2 quelle que soit la masse m de ce corps, et sa valeur selon la deuxième loi de Newton est égale à F = mg.
Venons-en maintenant au troisième nom, appelé par le théoricien de la gravitation Georges-Louis Lesage. Lesage a étudié la médecine à Bâle et à Paris, mais n'a pas été autorisé à exercer cette profession dans son ville natale, puisqu'il n'était pas citoyen genevois, car fils d'un huguenot immigré de France. Pour assurer sa subsistance, il donne des cours particuliers de mathématiques et de physique et connaît un grand succès. Certains de ses étudiants se sont ensuite lancés dans une carrière.
Lesage est une théorie de la gravité qui constitue une alternative à diverses variantes de la théorie cartésienne des vertébrés. Lesage n'explique pas la gravité comme une substance mince remplissant l'espace, mais comme un mouvement rapide. particules fines sinon espace vide. Il suggère que dans tout l'univers, de petites particules solides se déplacent avec grande vitesse et de tous les côtés - comme une sorte de superneutrino. Ces particules n’affectent pas le seul corps de matière « normale », puisque leurs effets sur l’environnement s’annulent.
Les forces gravitationnelles sur la Lune et sur d'autres planètes ont différentes significations cette accélération. Cependant, la nature de l’action de la gravité sur eux est la même. 
Gravité et poids corporel
Si la première force est appliquée directement au corps lui-même, la seconde à son support ou à sa suspension. Dans cette situation, les forces élastiques agissent toujours sur les corps à partir des supports et suspensions. Les forces gravitationnelles appliquées aux mêmes corps agissent vers eux.
Imaginez un poids suspendu au-dessus du sol par un ressort. Deux forces lui sont appliquées : la force élastique du ressort tendu et la force de gravité. Selon la troisième loi de Newton, une charge agit sur un ressort avec une force égale et opposée à la force élastique. Cette force sera son poids. Une charge pesant 1 kg a un poids égal à P = 1 kg ∙ 9,81 m/s 2 = 9,81 N (newton).
Forces gravitationnelles : définition
La première théorie quantitative de la gravité, basée sur l’observation du mouvement planétaire, a été formulée par Isaac Newton en 1687 dans ses célèbres « Principes de philosophie naturelle ». Il a écrit que les forces gravitationnelles qui agissent sur le Soleil et les planètes dépendent de la quantité de matière qu'elles contiennent. Ils s'étendent à longues distances et diminue toujours comme l'inverse du carré de la distance. Comment calculer ces forces gravitationnelles ? La formule de la force F entre deux objets de masses m 1 et m 2 situés à une distance r est :
- F=Gm 1 m 2 /r 2 ,
où G est une constante de proportionnalité, une constante gravitationnelle.
Mécanisme physique de la gravité
Newton n'était pas entièrement satisfait de sa théorie, car elle supposait une interaction entre des corps attirés à distance. Le grand Anglais lui-même était sûr qu'il devait y avoir un agent physique chargé de transférer l'action d'un corps à un autre, ce qu'il exprimait très clairement dans une de ses lettres. Mais le moment où le concept d’un champ gravitationnel qui imprègne tout l’espace a été introduit n’est arrivé que quatre siècles plus tard. Aujourd'hui, en parlant de gravité, nous pouvons parler de l'interaction de tout corps (cosmique) avec le champ gravitationnel d'autres corps, dont la mesure est les forces gravitationnelles apparaissant entre chaque paire de corps. La loi de la gravitation universelle, formulée par Newton sous la forme ci-dessus, reste vraie et est confirmée par de nombreux faits.
Théorie de la gravité et astronomie
Il a été appliqué avec beaucoup de succès à la résolution de problèmes mécanique céleste au XVIIIe et début XIX siècle. Par exemple, les mathématiciens D. Adams et W. Le Verrier, analysant les perturbations de l'orbite d'Uranus, ont suggéré qu'elle est soumise aux forces gravitationnelles d'interaction avec une planète encore inconnue. Ils indiquèrent sa position attendue et bientôt Neptune y fut découvert par l'astronome I. Galle. 
Il restait cependant un problème. Le Verrier calculait en 1845 que l'orbite de Mercure précédait de 35" par siècle, contrairement à la valeur nulle de cette précession obtenue à partir de la théorie de Newton. Les mesures ultérieures ont donné plus valeur exacte 43"". (La précession observée est en réalité de 570"/siècle, mais un calcul minutieux pour soustraire l'influence de toutes les autres planètes donne une valeur de 43".)
Ce n’est qu’en 1915 qu’Albert Einstein parvient à expliquer cet écart dans le cadre de sa théorie de la gravité. Il s'est avéré que le Soleil massif, comme tout autre corps massif, courbe l'espace-temps à son voisinage. Ces effets provoquent des déviations dans les orbites des planètes, mais sur Mercure, la planète la plus petite et la plus proche de notre étoile, ils sont les plus prononcés.
Masses inertielles et gravitationnelles
Comme indiqué ci-dessus, Galilée a été le premier à observer que les objets tombent au sol à la même vitesse, quelle que soit leur masse. Dans les formules de Newton, le concept de masse vient de deux différentes équations. Sa deuxième loi dit qu'une force F appliquée à un corps de masse m donne une accélération selon l'équation F = ma.
Cependant, la force de gravité F appliquée à un corps satisfait à la formule F = mg, où g dépend de l'interaction de l'autre corps avec celui en question (la terre généralement quand on parle de gravité). Dans les deux équations m il y a un coefficient de proportionnalité, mais dans le premier cas c'est la masse inertielle, et dans le second c'est gravitationnel, et il n'y a pas raison évidente qu'ils doivent être les mêmes pour tout objet physique.
Pourtant, toutes les expériences montrent que c’est bien le cas.
La théorie de la gravité d'Einstein
Il a pris le fait de l’égalité des masses inertielles et gravitationnelles comme point de départ de sa théorie. Il a réussi à construire les équations du champ gravitationnel, équations célèbres Einstein, et avec leur aide, calculez valeur correcte pour la précession de l'orbite de Mercure. Ils donnent également une valeur mesurée pour la déviation des rayons lumineux qui passent près du Soleil, et il ne fait aucun doute qu'ils donnent des résultats corrects pour la gravité macroscopique. La théorie de la gravité d'Einstein, ou théorie générale de la relativité (GR), comme il l'appelait, est l'un des plus grands triomphes de la science moderne.
Les forces gravitationnelles sont-elles une accélération ?
Si vous ne pouvez pas distinguer la masse inertielle de la masse gravitationnelle, alors vous ne pouvez pas distinguer la gravité de l'accélération. L’expérience du champ gravitationnel peut plutôt être réalisée dans un ascenseur accélérant en l’absence de gravité. Lorsqu'un astronaute dans une fusée accélère en s'éloignant de la Terre, il subit une force de gravité plusieurs fois supérieure à celle de la Terre, la grande majorité provenant de l'accélération.
Si personne ne peut distinguer la gravité de l’accélération, alors la première peut toujours être reproduite par l’accélération. Un système dans lequel l’accélération remplace la gravité est appelé inertiel. Par conséquent, la Lune en orbite terrestre basse peut également être considérée comme un système inertiel. Cependant, ce système différera d’un point à l’autre à mesure que le champ gravitationnel change. (Dans l'exemple de la Lune, le champ gravitationnel change de direction d'un point à un autre.) Le principe selon lequel on peut toujours trouver un référentiel inertiel en tout point de l'espace et du temps auquel la physique obéit aux lois en l'absence de gravité s'appelle le principe d’équivalence.
La gravité comme manifestation des propriétés géométriques de l'espace-temps
Le fait que les forces gravitationnelles puissent être considérées comme des accélérations dans systèmes inertiels des coordonnées qui diffèrent d'un point à l'autre signifient que la gravité est un concept géométrique.
On dit que l’espace-temps est courbé. Considérez une balle sur surface plane. Il reposera ou, s'il n'y a pas de friction, se déplacera uniformément en l'absence de toute force agissant sur lui. Si la surface est courbe, la balle accélérera et se déplacera vers le point le plus bas, en sélectionnant chemin le plus court. De même, la théorie d'Einstein affirme que l'espace-temps à quatre dimensions est courbe et qu'un corps se déplace dans cet espace courbe le long de la courbe. ligne géodésique, qui correspond au chemin le plus court. Par conséquent, le champ gravitationnel et les forces qui y agissent corps physiques Les forces gravitationnelles sont des grandeurs géométriques qui dépendent des propriétés de l'espace-temps, qui changent le plus fortement à proximité de corps massifs.
