Et si les fabricants prenait en compte les résultats de la physique moderne ? Depuis le début du XXème siècle, la physique a connu de grandes révolutions qui modifient profondément la façon dont les physiciens envisagent notre monde. Bien que très répandus dans l’univers de la vulgarisation scientifique, ces théories sont peu abordées dans l’enseignement des sciences au lycée. Il y a quelques années, des physiciens se sont amusés à inventer des mentions légales « universelles » qui pourraient être apposé sur tout produit (d’une boîte de gateau de grand-mère au dernier gadget technologique de votre neveu). L’original est en anglais. Histoire de commencer l’année avec humour j’ai décidé de les traduire et de les commenter dans les jours à venir. Commençons par deux fondamentaux :

Avertissement :
Ce produit attire tout autre matière de l’univers, même les produits d’autres fabricants, selon une force proportionnelle au produit des masses et inversement proportionnelle à la distance entre eux.

Selon le modèle de l’interaction gravitationnelle, proposé par Isaac Newton (dans son ouvrage majeur : « Philosophiae Naturalis Principia Mathematica« ) 2 objets massiques interagissent selon une force présentant les caractéristiques énoncées ci-dessus. Cette loi est dite universelle car elle s’applique pour tout objet quelque soit leur distance, en tout point de l’univers. Ce qui est remarquable c’est que Newton ait énoncé cette loi pour expliquer la nature de la relation entre la terre et la lune. Précurseur des grandes unifications de la science moderne (comme le challenge du XXème siècle d’unifier relativité et mécanique quantique), Newton a su trouver dans les phénomènes de la vie quotidienne (tout objet subit une attraction vers la terre, de sorte que livré à lui-même il tombe vers le bas) l’explication à un phénomène astronomique (la lune est elle aussi attiré par la terre mais elle la rate sans cesse : elle est en orbite).

Ainsi, vous êtes, selon cette loi, présentement en interaction avec tous les objets de votre environnement (l’ordinateur, la table, la chaise, etc.). Cela veut dire que vous les attirez et que eux-même vous attire. Cela est vrai pour les objets proches comme pour les objets plus éloignés (un fer à repasser à l’autre bout de la planète) voire très éloigné (Io un satellite de Jupiter, les sondes voyager qui sont maintenant au-delà des limites du système solaire, l’hypothétique trou noir situé au centre de notre galaxie et même les galaxies les plus éloignées).

Pourquoi n’avons-nous pas conscience de cela dans notre quotidien ? Tout simplement parce que nous sommes proches d’un objet aux dimensions astronomiques : la terre. L’attraction terrestre est bien supérieure à tout autre attraction. Pour fixer les esprits, une masse de 50 kg subit de la part de la terre une attraction 5 millions de fois supérieure à celle exercée par un camion de 33 tonnes situé à 1 m. Ainsi, au quotidien, nous expérimentons simplement l’interaction gravitationnelle exercée par la terre que nous appelons le poids. Tout autre interaction gravitationnelle étant négligeable devant celle exercée par la terre. Nous ne le ressentons donc pas au quotidien mais tous les objets s’attirent donc les uns les autres, comme ce paquet de lessive A qui attire ce paquet de lessive B d’un concurrent…

Avertissement :
Ce produit courbe l’espace et le temps dans son voisinage.

Dans les modèles de la physique classique (comme le modèle de Newton ci-dessus), un objet évolue dans un espace à 3 dimensions en interaction avec d’autres objets. Selon le modèle de la relativité proposé par Einstein, espace et temps ne sont pas distinguable. La relativité restreinte décrit la manière dont il convient d’envisager les changements de référentiel : la façon dont il faut décrire les changements de l’espace et du temps lorsqu’on envisage de décrire un mouvement par rapport à un objet ou par rapport à un autre. Les équations et les paradoxes qui découlent de la relativité restreinte sont trop complexes pour être expliquées ici et feront, peut-être l’objet d’un prochain article.

Dans le modèle de la relativité restreinte, la gravitation n’est pas envisagée. Historiquement, les bases de la relativité restreinte ont été décrites par Albert Einstein en 1905. Dans cette théorie, il est dit qu’aucune information ne peut être transmise plus vite que la vitesse de la lumière. La description de l’interaction gravitationnelle pose problème dans ce cadre, puisqu’elle apparait instantanée : deux corps massiques (qui ont une masse) sont en interaction quelque soit leur distance. Qu’un objet voit sa masse modifiée (et c’est le cas dans les réactions nucléaires où les variations de masse sont la cause de libération d’énergie selon la célèbre formule E=mc²) et l’autre objet en est immédiatement informé puisque l’interaction gravitationnelle est modifié, même si les deux objets sont situé à plusieurs année-lumière l’un de l’autre ! Cela est en contradiction avec les principes de la relativité restreinte et amena Einstein à proposé le modèle de la relativité générale en 1915.

Dans le cadre de la relativité générale, la gravitation n’est pas perçue comme une interaction entre deux corps massique mais comme une modification de l’espace-temps lui-même ! Ainsi, tout corps massique modifie l’espace-temps dans son environnement un peu de la même façon qu’une bille sur une toile tendue courbe la toile dans son environnement (voir la représentation ci-contre). Cela est vrai pour les objets astronomiques, mais aussi pour tous les objets de l’environnement, même celui que vous avez reçu du père noël.

D’autres avertissements à venir…