GRAVITATION
- 1. La mécanique du mouvement des corps célestes selon Ptolémée
- 2. Copernic, Kepler, Galilée : héliocentrisme et attraction
- 3. Les Principia de Newton et la formulation des lois de la gravité
- 4. La mesure de la constante de gravitation
- 5. Laplace, Lagrange, la découverte de Neptune et le triomphe de la gravitation newtonienne
- 6. Gravitation et le problème à n corps
- 7. Effondrement gravitationnel et destin des étoiles
- 8. La relativité générale : une nouvelle théorie de la gravitation
- 9. Les ondes gravitationnelles confirment la théorie de la relativité générale
- 10. Échec des théories de la gravitation ? La masse cachée (ou matière noire) de l’Univers
- 11. La gravitation quantique
- 12. Bibliographie
La gravitation quantique
On sait que la physique quantique a profondément transformé la description mathématique des interactions électromagnétiques et des forces nucléaires. Si l’unification de la physique n’est pas un concept vain, il faudrait construire une théorie quantique de la gravitation. Malgré des décennies de recherches théoriques, aucun formalisme cohérent ne sait actuellement quantifier les ondes gravitationnelles en « gravitons » comme l’onde électromagnétique l’est en photons. Comme ces ondes ont un caractère tensoriel puisqu’elles expriment la variation du tenseur métrique, les gravitons devraient être des particules portant un moment angulaire intrinsèque, le spin, égal à 2 dans les unités quantiques habituelles (où le photon porte un spin égal à 1). L’invention d’une théorie quantique de la gravitation est un des problèmes les plus ardus qui défie les physiciens du xxie siècle.
Historiquement, les succès de la théorie newtonienne avaient fondé par bien des aspects le triomphe de la méthode scientifique. Loin de la contredire, la théorie de la relativité générale la complète dans le domaine des objets de masse extrêmement grande ou se déplaçant à des vitesses proches de celle de la lumière. Ces succès permettent d’envisager des scénarios cosmologiques incorporant des concepts scientifiques soumis à vérification expérimentale. Mais la recherche d’une théorie complète de la gravitation n’est pas achevée, comme le montre le problème de la masse cachée et l’impossibilité actuelle d’écrire une théorie quantique de cette interaction fondamentale. La compréhension des différentes manifestations de la gravitation nécessite encore de nombreux travaux, tant théoriques qu’expérimentaux.
- 1. La mécanique du mouvement des corps célestes selon Ptolémée
- 2. Copernic, Kepler, Galilée : héliocentrisme et attraction
- 3. Les Principia de Newton et la formulation des lois de la gravité
- 4. La mesure de la constante de gravitation
- 5. Laplace, Lagrange, la découverte de Neptune et le triomphe de la gravitation newtonienne
- 6. Gravitation et le problème à n corps
- 7. Effondrement gravitationnel et destin des étoiles
- 8. La relativité générale : une nouvelle théorie de la gravitation
- 9. Les ondes gravitationnelles confirment la théorie de la relativité générale
- 10. Échec des théories de la gravitation ? La masse cachée (ou matière noire) de l’Univers
- 11. La gravitation quantique
- 12. Bibliographie
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
Pour citer cet article
Bernard PIRE. GRAVITATION [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Système de Ptolémée
Encyclopædia Universalis France
Système de Copernic
Encyclopædia Universalis France
Le système de Tycho Brahe
Hulton Archive/ Getty Images
Autres références
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GRAVITATION ET ASTROPHYSIQUE
- Écrit par Brandon CARTER
- 8 922 mots
- 3 médias
Si l'on excepte la théorie classique de l'électromagnétisme, introduite bien plus tard par James Clerk Maxwell (1865), aucune théorie physique d'expression aussi simple que la loi du carré inverse de la distance, de Newton (1687), n'a jamais été aussi féconde. Si on laisse de côté quelques...
-
INTERACTIONS (physique) - Interaction gravitationnelle
- Écrit par Alain KARASIEWICZ, Marie-Antoinette TONNELAT
- 1 968 mots
- 2 médias
-
ACTION & RÉACTION, physique
- Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
- 1 498 mots
...s'agit ici d'un usage plus conforme au sens courant du terme, puisque la question est celle de la capacité des corps à agir l'un sur l'autre sans contact – telle la force de gravitation du Soleil attirant la Terre à cent cinquante millions de kilomètres de distance. L'attraction universelle de Newton, sous... -
ANTIMATIÈRE
- Écrit par Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD
- 6 931 mots
- 4 médias
Indirectement, cette mesure de masse inerte, test de la symétrie matière-antimatière CPT, est aussi sensible aux effets gravitationnels. En effet, selon les principes qui sont à la base de la relativité générale, le temps propre ou, si l'on veut, l'horloge interne du proton et de l'antiproton... -
ASTÉROÏDES
- Écrit par Christiane FROESCHLÉ, Claude FROESCHLÉ, Patrick MICHEL
- 10 700 mots
- 13 médias
...Au début des années 1980, une modélisation particulière du problème dynamique permit à Jack L. Wisdom de faire une avancée décisive en direction de l'hypothèse gravitationnelle. Il réussit à montrer que des astéroïdes fictifs placés dans la lacune 1/3 pouvaient être déstabilisés sur quelques centaines... -
ASTRONOMIE
- Écrit par James LEQUEUX
- 11 339 mots
- 20 médias
...à partir des lois de Kepler, Newton remonte à la cause première, la loi initiale qui provoque le mouvement des planètes et aboutit à la loi de la gravitation universelle : « Deux corps quelconques s'attirent en raison directe de leurs masses, et en raison inverse du carré de la distance de leur... - Afficher les 72 références
Voir aussi
