Comment pouvons-nous être sûr que la gravité est une force qui attire les objets vers le bas et pas comme le pensait Einstein un accélération du sol vers le haut ?
Vous pouvez être (quasi) sur que la gravité n’est PAS une force qui attire les objets vers le bas, parce que la Terre ne sait pas calculer.
Quand vous laissez tomber une plume de 1 gramme et un poids en plomb de 1 kg sous vide d’air, ils accélérèrent tous deux à 9.81 m/s2 par rapport au sol. Si c’était une force qui les attirait, la force sur le poids devrait être 1000x plus forte que sur la plume, pour que l’accélération, donnée par la fameuse équation a=F/m de Newton soit la même.
Alors, comment la plume dit-elle à la Terre : “je pèse un gramme, alors attire moi avec une force de 0.01 Newton stp, mais le poids de 1kg il faut que tu l’attires avec 10 Newton pour qu’on tombe ensemble, ok ? merci !” ?
Pour les autres interactions fondamentales, ce sont des Particules virtuelles
qui transmettent cette information :
et pour la gravitation, ce serait le Graviton
. Sauf qu’on a pas vu le début du commencement de la queue du moindre graviton jusqu’ici. Et qu’il y a plein de problèmes théoriques qui font que de plus en plus de gens pensent qu’ils n’existent pas. Mais c’est à cause du graviton que j’ai commencé la réponse par “Vous pouvez être (quasi) sur " en n’oubliant pas le (quasi). Si on trouve un graviton, ça changera tout.
Mais en attendant, l’accélération du sol vers le haut est beaucoup plus simple, efficace et belle, quoiqu’un peu surprenante au début, parce qu’évidemment ce n’est pas une accélération au sens habituel $d^2x/dt^2$
C’est une équivalence dans un espace temps déformé par la masse.
La meilleure explication que j’aie trouvé est dans un petit document du Perimeter Institute stocké au CERN, donc pas n’importe quoi [1]
. Je l’ai traduit en français pour une autre réponse, mais je le remets ici :
Regardons un scénario simple: Alice tombe d’une échelle tandis que Bob se tient en bas.
Si nous esquissons le chemin d’Alice en tombant, nous voyons qu’elle trace une ligne COURBE et Bob trace une ligne DROITE. Cela a du sens pour nous parce que nous croyons en la force de gravité donc Alice devrait accélérer et Bob ne devrait pas bouger.
En utilisant du ruban adhésif sur une surface plane, nous voyons qu’une ligne courbe sera froissée, et une ligne droite sera lisse, nous utiliserons cela comme définition pour “accélérer” et “ne pas accélérer”.
Selon Einstein, il n’y a AUCUNE FORCE de gravité! Alice devrait tracer une ligne droite tandis que Bob devrait tracer une ligne courbe parce que c’est lui qui accélère. Nous avons besoin un moyen pour Alice de tracer une ligne DROITE alors qu’elle tombe du haut de l’échelle au en bas et pour que Bob trace une ligne COURBE alors qu’il se tient au bas de l’échelle.
La solution: dessinez l’image sur une surface courbe!
La bande qui représente Alice est maintenant lisse donc DROITE, et la bande qui représente Bob est froissée (c’est-à-dire COURBE ). Nous avons réussi à montrer comment Alice peut tomber sans accélérer et Bob peut accélérer sans bouger! Tout ce que nous devons faire c’est changer la GEOMETRIE de l’espace-temps - la gravité n’est pas une force, c’est une courbure de l’espace-temps!
Et regardez le haut des échelles sur votre ballon de plage. Que se passe-t-il si Alice reste sur l’échelle? Elle tracera un chemin plus court dans le temps que Bob. Or la relativité prédit que la gravité déforme le temps !! Cette prédiction est vérifiée chaque jour dans le système GPS.
c’est BEAU non ? Encore plus que des petits gravitons qui iraient de la plume à la Terre et vice-versa, je trouve…
