gravité: des pommes à l'univers
لماذا تسقط الأجسام على الأرض؟ تقول "بسبب الجاذبية". لكن ما هي الجاذبية؟ قال الفيلسوف اليوناني القديم أرسطو أن الأشياء تسقط لأن كل عنصر من العناصر الأربعة (الأرض والهواء والنار والماء) وكان مكانها الطبيعي، وهذه تميل إلى العودة إلى مكانها الطبيعي. وهكذا ، أرادت الأشياء المصنوعة من الأرض العودة إلى الأرض ، في حين أن النار ، على سبيل المثال ، ارتفعت إلى السماء.
لقد سادت هذه الرؤية لسبب سقوط الأجسام حتى الثورة العلمية التي بدأت في عصر النهضة. "يقف على أكتاف العمالقة" كما كبلر وغاليليو، أدرك إسحاق نيوتن أن التفاح يسقط على الأرض والقمر في مدار حول الأرض كانت خاضعة لقوة الجاذبية نفسها. كانت القوة متناسبة مع كتلة الجسمين اللتين تجتذبان بعضهما البعض وتتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينهما. (وهذا يعني، عندما جثتين لمرتين حتى الآن كما كانت من قبل، والجاذبية هو 1 / [2 × 2]، أو ¼ بنفس القوة.) وكانت قوة بين كل شيء في الكون و شرح حركات القمر والكواكب جيدًا.
حسنا ، تقريبا. الجاذبية النيوتونية لها انتصاراتها. تم استخدامه للتنبؤ بموقع كوكب نبتون غير معروف. ومع ذلك، لعطارد، الكوكب الأقرب إلى الشمس، وكان قانون نيوتن ليس كما دقيقة في التنبؤ موقع الحضيض من كوكب (نقطة في مداره أقرب إلى الشمس) من أجل الآخرين. ويبدو أن هذه النقطة للتحرك حول الشمس، وعلماء الفلك حركة شائكة حتى أينشتاين يقدم نظريته في النسبية العامة في عام 1915، والتي الجاذبية ليست قوة التي تمتد عبر الكون لكنه انحناء الفضاء حول جسم ضخم. تتبع مدارات الكواكب والتفاح التي تقع على الأرض شكل الزمكان.
كتب أينشتاين أربع مقالات حول النسبية العامة في نوفمبر 1915. في الثالث ، قام بدقة بحساب حركة الحضيض الشمسي. إن الوصف الجديد لخطورة النسبية العامة سرعان ما فتح الطريق أمام العلم الجديد. وقد تأكدت النظرية في عام 1919 عندما كشفت الحملات البريطانية لمراقبة كسوف الشمس في أفريقيا وأمريكا الجنوبية أن مسار الضوء قد تأثر بحقل الشمس الثقالي. أوصاف الثقوب السوداء والدوي الكبير لها أساسها في النسبية العامة. أدت نظرية آينشتاين حتى إلى نوع جديد من علم الفلك باستخدام موجات الجاذبية ، والتي تم الكشف عنها مباشرة في عام 2015 من قبل ليجو
Pourquoi les objets tombent-ils au sol? "A cause de la gravité", dites-vous. Mais qu'est-ce que la gravité? Le philosophe grec ancien Aristote a dit que les objets tombent parce que chacun des quatre éléments (la terre, l'air, le feu et l'eau) avaient leur place naturelle, et ces éléments avaient tendance à revenir vers leur lieu naturel. Ainsi, les objets faits de terre voulaient retourner sur Terre, alors que le feu, par exemple, s'élevait vers le ciel.
Cette vision de pourquoi les objets tombent a régné jusqu'à la révolution scientifique qui a commencé à la Renaissance. "Se tenant sur les épaules de géants" comme Kepler et Galilée, Isaac Newton réalisa que la pomme tombant au sol et la Lune en orbite autour de la Terre étaient soumises à la même force gravitationnelle. La force était proportionnelle à la masse des deux corps s'attirant l'un l'autre et inversement proportionnelle au carré de la distance entre eux. (C'est-à-dire, quand deux corps sont deux fois plus éloignés qu'avant, l'attraction gravitationnelle est 1 / [2 × 2], ou ¼ aussi forte.) La force agissait entre tout dans l'univers et expliquait les mouvements de la Lune et les planètes très bien.
Eh bien, presque. La pesanteur newtonienne a eu ses triomphes. Il était utilisé pour prédire l'emplacement de la planète alors inconnue Neptune. Cependant, pour Mercure, la planète la plus proche du Soleil, la loi de Newton n'était pas aussi précise pour prédire l'emplacement du périhélie de la planète (le point de son orbite le plus proche du Soleil) que pour les autres. Ce point semblait bouger autour du Soleil, et le mouvement contrariait les astronomes jusqu'à ce qu'Einstein introduise sa théorie de la relativité générale en 1915, dans laquelle la gravité n'est pas une force qui s'étend à travers l'univers mais est une courbure de l'espace autour d'un objet massif. Les orbites des planètes et les pommes tombant au sol suivent la forme de l'espace-temps.
Einstein a écrit quatre articles sur la relativité générale en novembre 1915. Dans le troisième, il a calculé avec précision le mouvement du périhélie de Mercure. La nouvelle description de la gravité de la relativité générale a rapidement ouvert la voie à la nouvelle science. La théorie a été confirmée en 1919 lorsque des expéditions britanniques pour observer une éclipse solaire en Afrique et en Amérique du Sud ont montré que le chemin de la lumière était affecté par le champ gravitationnel du Soleil. Les descriptions des trous noirs et du big bang ont toutes deux leur fondement en relativité générale. La théorie d'Einstein a même conduit à un nouveau type d'astronomie utilisant les ondes gravitationnelles, qui ont été détectées directement en 2015 par LIGO