Histoire de la gravitation - Définition

Introduction

Pour une description physique du phénomène gravitationnelle voir l'article : Gravitation.

L'histoire des théories de la gravitation a subi de grands changements aux travers du temps. D'un effet apparemment banal et proche de nous, la théorisation de ce phénomène a complètement bouleversé notre façon de penser le monde.

Le mot grave veut dire lourd, pesant, en grec. Pour Aristote, un corps lourd rejoint son « lieu naturel » qui est le centre de la terre. Il existait, dans la pensée aristotélicienne, une conception selon laquelle les lois de la physique qui régissaient les phénomènes sur terre n'étaient pas les mêmes que celles qui régissaient les manifestations que l'on pouvait observer dans le ciel. Avec la terre en son centre, l'univers se divisait alors en deux : le monde sublunaire et supralunaire. Selon cette vision des choses, la gravité faisait partie des lois qui gouvernaient le monde sublunaire et ne semblait avoir aucune conséquence sur le comportement des corps célestes.

Plus tard, au VII^e siècle, l'astronome perse Al-Khawarizmi (Mohamed Ibn Mussa) postula l'existence d'une force d'attraction entre les corps célestes . Il fallut attendre presque un millénaire pour voir apparaître des théories de la gravité qui jetaient un pont entre les mondes sub et supralunaire d'Aristote.

C'est le 5 juillet 1687 que les deux mondes ont réellement été soudés en un seul avec la publication de Philosophiae Naturalis Principia Mathematica dans lequel Isaac Newton dévoilait sa loi universelle de la gravitation, complétant ainsi la révolution copernicienne : La terre ne devenait qu'un astre parmi les autres.

La théorie actuelle de la gravitation, la relativité générale fut énoncée par Albert Einstein en 1915. Ce fut une révision complète de ce que l'on appelait jusque là la « force de gravité ». Le caractère d'action à distance instantanée de la gravitation newtonienne n'était plus compatible avec les travaux d'Einstein portant sur la vitesse de la lumière.

En relativité générale la gravité doit se propager à la même vitesse que la lumière. L'attraction apparente des corps massifs entre eux n'est alors plus perçu comme étant une « force » mais plutôt comme une conséquence inéluctable engendré par la déformation de la géométrie de l'espace-temps par les objets massifs qui s'y trouvent. Le terme « interaction gravitationnelle » est désormais préférable à celui de « force gravitationnelle ».

La relativité générale est à la base de la cosmologie, toutes les observations faites jusqu'à présent sont parfaitement compatibles avec elle. En astronomie elle est responsable de plusieurs phénomènes tels que l'orbite des corps célestes, la formation des étoiles, les trous noirs, etc...

Pour tenter de comprendre l'histoire des « premiers instants de l'univers » (l'ère de Planck), il est capital d'élaborer une théorie quantique de la gravitation, ce qui encore, reste à faire...