La seconde loi de Newton, le principe fondamental de la dynamique classique, qui stipule la proportionnalité entre la force subie par un corps et l'accélération à laquelle il est soumis, vient d’être vérifiée avec un niveau précision de 5 x 10^-14 m/s². C'est mille fois mieux que le test précédemment effectué il y a 21 ans.
Le test a été réalisé par des physiciens de l'université de Washington à l'aide d'un pendule de torsion, un type particulier de pendule dans lequel la force de rappel n'est pas la gravité (comme dans le cas d’un pendule suspendu) mais est fournie par la torsion d’un fil très mince.
Une conséquence de la loi de Newton est que la fréquence du pendule (la cadence de son tic-tac) doit être indépendante de l'amplitude de sa rotation (à condition que les oscillations soient petites). Les chercheurs ont cherché à mettre en défaut cette indépendance en observant le pendule pour des amplitudes si faibles que le mouvement brownien du pendule jouait un rôle perturbateur considérable dans l’interprétation des résultats.
Les scientifiques supposent que la seconde loi de Newton doit échouer à des échelles subatomiques, où l’incertitude quantique déjoue toute détermination précise de la vitesse. Mais pour cette expérience, dans laquelle le pendule possède une masse de 70 g et se compose de 10^24 atomes, les considérations quantiques n’intervenaient pas.
Selon un des scientifiques concernés, Jens Gundlach, cette nouvelle preuve de la proportionnalité entre la force et l'accélération (du moins pour des vitesses non relativistes) pourrait influencer les débats futurs concernant deux anomalies :
-
des singularités dans les courbes de rotation des galaxies (qui servent à déterminer la vitesse des étoiles en fonction de leur distance au centre galactique) suggèrent soit une attraction supplémentaire due à une présence de matière sombre, soit une nouvelle forme de la seconde loi de Newton (théorie qui porte le nom de dynamique newtonienne modifiée, ou MOND) ;
-
le mystère non résolu entourant les accélérations inexpliquées qui caractérisent apparemment la trajectoire du vaisseau spatial Pioneer (l’anomalie Pioneer).
