Isaac Newton et la loi de la gravitation





Télescope de Newton. Le miroir principal était en bronze ou «speculum», alliage constitué de 2 parts de cuivre, 1 d’étain et de faibles parts d’arsenic, d’argent, plomb ou zinc. Par contre le «secondaire» était un petit prisme à réflexion totale situé en amont du foyer qui renvoyait la lumière latéralement, à l’extérieur du tube sur un oculaire. Ce télescope peu réfléchissant ne permit pas d’effectuer de découvertes astronomiques. Image de la Royal Society in Les Cahiers de Science et Vie n°13, février 1993.
Newton comprit que le mélange de plusieurs couleurs du spectre dans de justes proportions donnait une lumière blanche que 7 couleurs n’étaient pas nécessaires que 3 et même 2 couleurs pouvaient donner du blanc, c’est le centre blanc de nos diagrammes de couleur TSL, Teinte Saturation Luminosité. Par une deuxième expérience, Newton montra que «le rouge et le violet, mêlés en différentes proportions, produisent diverses espèces de pourpre, qui ne ressemblent à aucune des couleurs homogènes» Optice…et coloribus Lucis, Livre 1er, 4e Proposition, Théorème III,1760. Il s’agit en effet de la ligne des pourpres ou magenta qui sont des «sensations colorées» dues à la trichromie de l’œil, et non de «longueurs d’onde du spectre de la lumière».

A lire :

  • Robert Illiffe, 1993, F=GMM’/D2 , in Les Cahiers de Science et Vie, hors série n°13, février 93.
  • Laurent Carpentier, 1993, Les Hommes Autour du Maître, in Les Cahiers de Science et Vie, hors série n°13, février 93.
  • Niccolo Guicciardini, 2003, Newton, l’horloger du monde. Pour la Science, Les Génies de la Science, n°17, trimestriel novembre 2003- février 2004. 


Colbert présente les Académiciens au Roi. Un grand absent, Newton, il a décliné l’offre de Colbert de venir travailler à l’Observatoire de Paris. Sous leur perruque on reconnaît Roberval, Cassini, Auzout, Picard, le danois Römer qui mesura la vitesse de la lumière, et le hollandais Christian Huygens.


Photo Lauros-Giraudon in Jean-Pierre Maury, 1993, Après Newton, une gmloire écrasante, in Les Cahiers de Science et Vie, hors série n°13, février 93

En 1666, voyant tomber une pomme, le jeune Newton s’interroge. Un aigle survolant une plus haute montagne, sa proie chuterait-elle encore ! Jusqu’à quelle altitude s’exerce cette force ! Elle doit finir par décroître avec la distance et s’échapper !

«L’action de la pesanteur devait décroître avec le carré de la distance», on le pensait - par analogie avec la lumière - mais sans l’avoir jamais démontré.

L’attraction terrestre agirait-elle jusqu’à la Lune ! Pourtant elle ne chute pas. Une chiquenaude initiale l’a lancé une fois pour toutes dans sa course.


Photo de couverture J-L Charmet, Sanford-SPL-Cosmos, G.Felix-Jacana



«Si l’attraction de la Terre venait à cesser, devait songer Newton, la Lune prendrait la tangente». Elle continuerait sa course à la même vitesse selon une trajectoire rectiligne vers A, ce qui l’éloignerait de sa trajectoire circulaire vers B. Il est facile de calculer la chute fictive A-B.

Les Chaldéens avaient mesuré le déplacement moyen de la Lune dans le ciel, 32 secondes d’arc 433 en 1 minute de temps. Hipparque avait calculé la distance de la Lune, 60 fois le rayon terrestre. Les marins anglais croyaient connaître la dimension de la Terre, 60 milles-anglais par degré, (au lieu de 69,5 source de la petite erreur). Newton en a vite calculé la chute fictive de la Lune : 13 pieds et demi par minute de temps.

Ramenée à la surface de la Terre cette chute due à une force d’attraction beaucoup plus grande serait multipliée par 602 (force en 1/r2), et en un temps de 1 seconde (au lieu de 1 minute) la longueur de chute à la surface de la Terre serait divisée par 602 (loi de Galilée en 1/r2).

La chute fictive de la Lune, est de 13 pieds et demi par seconde, ramenée à la surface de la Terre.

La chute réelle d’une pomme est de 15 pieds et demi par seconde selon la mesure d’Huygens dont on va parler.

Newton aurait du sauter de joie. De manière incompréhensible il abandonne tout et se consacre à la théologie… et à l’optique. Pendant ce temp, Hooke formulera la loi de la gravitation universelle, mais sans l’établir.