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Le premier exemple d'unification en physique est celui de la théorie de la gravitation universelle de Newton. Avant lui, on distinguait deux types de gravité: terrestre et céleste. La gravité terrestre était tenue responsable de la chute libre des corps, étudiée par Galilée (1638) tandis que la gravité céleste régissait le mouvement des planètes autour du soleil qui obéissent aux trois lois de Kepler (1604, 1605 et 1618).
Newton (1687) a compris que ces deux phénomènes, a priori distincts, sont des manifestations d'une même interaction: la gravitation "universelle". Ils les a unifiés, c'est à dire qu'il a montré qu'ils sont régis par les mêmes équations.
L'intérêt d'une unification est multiple. Tout d'abord, il permet de comprendre les phénomènes relevant des deux domaines précédemment distincts. C'est le cas des marées océaniques qui sont le résultat des actions de la gravité terrestre d'une part, des gravités lunaires et solaires d'autre part. Par ailleurs, la théorie unifiée est plus précise, plus fiable, plus fondamentale que ces prédécesseurs. La découverte de Neptune (1846) est un bon exemple de la confiance que l'on peut avoir dans la théorie de Newton. L'observation des mouvements d'Uranus -dernière planète visible- a révélé des irrégularités non prévues par la théorie. Plutot que de modifier la théorie, l'astronome et mathématicien Le Verrier a émis l'hypothèse qu'une planète inconnue est responsable de ces irrégularités: c'est un nouvel exemple de la méthode de la "case blanche" utilisée par Mendeleiev! En utilisant la théorie de Newton, Le Verrier a pu calculer les mouvements de cette planète et indiquer sa position ce qui a permis sa découverte immédiate, malgré sa faible luminosité.
Malgré ses succès, la theorie de Newton n'a jamais permis d'expliquer le mouvement de précession de l'orbite de Mercure, indiquant une limite de validité. La solution à ce problème est venue, non pas d'une unification mais d'une théorie de la gravitation véritablement, conceptuellement nouvelle. Dans cette théorie, la relativité générale due à Einstein (1915), la gravitation n'est plus vue comme une force entre objets massifs mais est codée dans les propriétés géométriques de l'espace-temps déformé par ces mêmes objets. Cette théorie permet d'expliquer le comportement de Mercure et la déviation des rayons lumineux, de comprendre l'expansion de l'univers. Elle prévoit aussi l'existence d'ondes gravitationnelles dont l'observation est le but de l'expérience VIRGO à laquelle participe une équipe du LAPP.


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