Isaac Newton suggéra que la force qui nous retient au sol est la même que celle retenant la Lune autour de la Terre. Il découvrit la loi de la gravitation. © mr.Timmi, Shutterstock

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Gravitation

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Interview : la gravitation, cette force mystérieuse  La gravitation est une interaction physique causant l’attraction des corps sous l’effet de leur masse. C’est elle qui nous retient sur Terre, nous empêchant de nous envoler dans l’espace. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé José-Philippe Pérez, professeur à l’université de Toulouse, afin qu'il nous en dise plus sur cette force banale mais mystérieuse. 

La gravitation est l'une des forces fondamentales de la physique. Elle correspond à l'attraction mutuelle s'exerçant entre deux corps de masses non nulles.

Newton et la force de gravitation

C'est à Isaac Newton que l'on doit la première formulation de la force de gravitation à la base de la mécanique, autrement dit, de la science du mouvement.

Selon cet homme de sciences britannique, l'expression de la force F entre deux corps ponctuels de masses m1 et m2 séparés par une distance d est la suivante :

où G est la constante gravitationnelle, dont l'idée avait été introduite par Galilée.

La force de gravitation varie donc en fonction des masses des corps impliqués, et elle est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Ainsi, lorsque la distance double, la force de gravitation est divisée par quatre.

La gravitation selon Einstein et la théorie Mond

Une description plus profonde de la gravitation a été donnée par Einstein avec sa théorie de la relativité générale lorsque les masses sont importantes. Elle fait intervenir la courbure de l'espace-temps. On s'interroge sur l'existence d'une théorie encore plus profonde qui modifierait l'expression de la force de Newton comme le suggère la théorie Mond, la théorie de la dynamique newtonienne modifiée.

Classiquement, la description newtonienne de la gravitation suffit à décrire les phénomènes que nous observons sur Terre et même au niveau de l'univers (parcours des planètes dans le Système solaire, etc.). Cependant, lorsqu'il est question de détailler ce qu'il se passe au cœur d'objets particuliers que sont, par exemple, les étoiles à neutrons ou les trous noirs, il devient indispensable de prendre en compte la description d'Einstein.

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