CINQUIÈME FORCE HYPOTHÈSE DE LA

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Des quatre forces fondamentales de la nature, la plus anciennement connue est aussi la plus mystérieuse. Alors que les interactions électromagnétiques forte et faible s'intègrent relativement bien dans un schéma théorique commun dit de grande unification, la gravitation reste une des grandes questions ouvertes de la physique. En janvier 1986, tandis que les expérimentateurs commençaient à installer un peu partout sur la planète de gigantesques interféromètres pour capter les ondes gravitationnelles prévues par la relativité générale, un physicien américain, Ephraim Fischbach, découvrit une anomalie à la gravitation qui pouvait s'interpréter comme l'effet d'une nouvelle force fondamentale, aussitôt baptisée « cinquième force ».

Relisant un article datant de 1922 du baron et physicien hongrois Lórand Eötvös, Fischbach mit au jour une étrange corrélation. Les expériences d'Eötvös mettaient en question un postulat essentiel de la physique, le principe d'équivalence, selon lequel, pour un matériau donné, les masses gravitationnelle et inertielle sont égales. Suspendant des couples de matériaux différents, mais de masses égales, à un pendule de torsion, Eötvös étudia les éventuelles différences qui auraient pu se manifester sur chacun des matériaux sous l'action conjuguée de la gravitation et de la force centrifuge due à la rotation de la Terre. À l'excellent degré de précision atteint, ses résultats sont compatibles avec zéro, et considérés depuis lors comme la meilleure vérification du principe d'équivalence.

Reprenant ces mesures, Fischbach leur trouva cependant une surprenante corrélation avec des nombres baryoniques (nombre total de protons et de neutrons) des matériaux utilisés. Cette corrélation pouvait être due à une force nouvelle, de type gravitationnel mais répulsive, et de deux à trois ordres de grandeur plus faible que la gravité. En d'autres termes, et contrairement à ce qu'avait observé Galilée du haut de la tour de Pise, l'accélération subie par des corps en chute libre dépendrait de leur composition [...]

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Pour citer l’article

Nicolas WITKOWSKI, « CINQUIÈME FORCE HYPOTHÈSE DE LA », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/hypothese-de-la-cinquieme-force/