La loi de la gravitation universelle
Énoncée par Isaac Newton en 1687, la loi de la gravitation universelle stipule que deux corps s'attirent avec une force proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare : F = G × m₁ × m₂ / r². La constante G = 6,674 30 × 10⁻¹¹ N·m²/kg² est une constante fondamentale de la physique, mesurée pour la première fois par Cavendish en 1798.
Exemples de forces gravitationnelles
La force entre la Terre et la Lune est d'environ 1,98 × 10²⁰ N (198 milliards de milliards de newtons). Entre la Terre et le Soleil : 3,54 × 10²² N. Entre deux personnes de 70 kg séparées d'un mètre : seulement 3,27 × 10⁻⁷ N, soit un tiers de micronewton. La gravitation est extrêmement faible entre des objets de taille humaine, mais domine à l'échelle astronomique car elle est toujours attractive et a une portée infinie.
De Newton à Einstein
La loi de Newton est une excellente approximation pour la plupart des situations. Cependant, elle ne rend pas compte de certains phénomènes (avance du périhélie de Mercure, déflexion de la lumière). La relativité générale d'Einstein (1915) décrit la gravitation comme une courbure de l'espace-temps causée par la masse et l'énergie. Pour les champs gravitationnels faibles et les vitesses non relativistes, les deux théories donnent des résultats quasi identiques.