Publié par : merelmarc | 6 avril 2021

Gravité

Le sujet d’aujourd’hui est d’une grande GRAVITÉ!

Isaac Newton, Albert Einstein et Arthur Eddington.
La gravitation, La Relativité et l’éclipse.

Newton et sa pomme:
La légende raconte qu’Isaac Newton était assis sous un pommier quand une pomme est tombée au sol. Pourquoi ne s’est elle pas envolée avec le vent, s’est-il demandé. Il existe donc une force qui attire la pomme vers le bas, une force inconnue avant qu’il n’établisse la Loi de la Gravitation Universelle, une force qu’il nomme gravité.

Masse, poids, gravité:
En gros, la masse mesure la quantité de matière (en Kg), alors que le poids est une force que la gravité applique sur cette masse (en newtons). Par exemple une personne qui pèse une masse de 50 kg est attirée vers le bas par une force d’environ 500 newtons. Par contre la même personne sur la Lune pèse toujours 50 Kg, mais la gravité y étant 6 fois moindre, aurait l’impression de n’avoir que 8 kg ! Par contre sur Jupiter, elle aurait l’impression de traîner 125 Kg.

Einstein et la Relativité:
Depuis la relativité générale, la gravitation n’est plus considérée comme une force d’attraction, mais plutôt comme une déformation de l’espace-temps causée par la masse des objets qui l’occupent.

Eddington et sa nappe de cuisine:
Arthur Eddington l’explique simplement en demandant à ses amis de tenir une nappe bien tendue. Puis il y jette une miche de pain, qui creuse une déformation dans la nappe. Il explique alors que la nappe est comme l’espace et le pain est disons, comme le Soleil. La masse du Soleil déforme l’espace. En fait, la gravité déforme l’espace.

C’est une représentation visuelle simplifiée car en réalité ça n’est pas seulement la surface de la nappe qui est déformée, c’est tout autour du pain, donc plutôt comme un poisson qui repousse l’eau partout autour de lui.

Einstein et la déviation de la lumière:
Einstein prédit qu’un des effets de la relativité est que la lumière devrait être déviée par les courbures de l’espace causées par la gravitation. Dévier la lumière sans miroir ! Newton avait bien observé le phénomène mais sans comprendre pourquoi: la pomme tombe en ligne droite au sol.

Mais Einstein vient d’écrire toutes les équations décrivant avec précision la courbure que la lumière devrait subir en passant près un objet [à cause des déformations des champs gravitationnels des objets dans l’espace]. Par contre, Einstein est un théoricien de génie qui compte sur les autres savants pour démontrer ce que ses équations prédisent.

Eddington et la pomme:
Justement, Eddington est un génie pour démontrer les choses simplement.
Alors Eddington jette une pomme sur le bord de la nappe qui au lieu de continuer en ligne droite et de tomber de l’autre coté de la nappe, se met évidemment à tourner en descendant vers le creux où le pain se trouve. Et d’expliquer que si la pomme est déviée par le pain, c’est parce que l’espace dans lequel elle se déplace est déformé par la gravité du pain ! La pomme est déviée par la courbure de la nappe. Einstein prédit que la trajectoire de la lumière d’une étoile sera déviée par un objet assez massif pour courber l’espace autour de lui. Comme la pomme par le gros pain dans la nappe !
Dévier la lumière sans miroir !

Eddington annonce : je sais comment mesurer la déviation de la lumière. Pour ça il suffit d’observer la lumière d’une étoile étoile lointaine, qui passe à coté du Soleil. Mais puisque la lumière aveuglante du Soleil empêche de voir l’étoile en question, l’effet n’est observable… que pendant une éclipse totale de soleil !

Eddington et l’éclipse:
Dès la fin de la guerre, Eddington part pour Sao Tomé, une île au large du Congo, où une éclipse de soleil totale sera visible le 29 mai 1919.
L’endroit est idéal, juste au moment où le Soleil passe devant les nombreuses étoiles de la constellation du Taureau. Plus on a d’étoiles plus on à de chances d’observer des déviations. Il prend plusieurs photos. Puis il compare la position des étoiles pendant l’éclipse quand le soleil dévie leur lumière et juste après alors que les étoiles n’ont pas changé de place et que leur lumière arrive en lign droite sans être déviée. Et les plaques photographiques montrent des positions clairement différentes qui correspondent parfaitement aux prédictions des équations de la Relativité.

Grâce à la démonstration d’Eddington, la Relativité Générale est prouvée et Einstein devient célèbre du jour au lendemain.


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