loi de gravitation image Sciences & Environnement Chimie et physique théorique

Et ainsi naquît la gravité

S’il y a une chose dont il faut se souvenir à propos de Newton, c’est en fait tout ce qu’il nous a appris sur la gravité. Newton est le premier à avoir donné une loi, universelle, permettant de décrire le mouvement des objets célestes. Cette loi est la Loi universelle de la gravitation. Elle est étroitement liée aux autres lois du mouvement de Newton mais elle va beaucoup plus loin.

 

La Loi universelle de la gravitation

Cette loi nous dit qu’il existe une attraction mutuelle entre tout ce qui a une masse, c’est-à-dire tout ce qui est fait de matière normale.

L’intensité de cette attraction dépend de plusieurs choses : de la masse des deux objets s’attirant, de la distance entre les deux et d’une constante appelée constante gravitationnelle.

Mis en équation cela donne :formule de la loi de gravitation universelle de Newton Sciences & Environnement

Cette équation est en fait plutôt simple et elle soulève deux idées majeures. La première est que, pour avoir un résultat le plus précis et fiable possible, il faut connaître la constante de gravitation le plus précisément possible, le « G ». Or, personne n’a d’explication valable sur comment ni pourquoi cette constante existe. Les mesures sur celle-ci sont donc purement empiriques, ce qui fait d’elle la constante la moins exactement mesurée de la physique.

La deuxième idée centrale concerne le r au carré. On dit que la force gravitationnelle obéit à une loi en carré inverse. Simplement, cela signifie que la force gravitationnelle diminue très vite lorsque la distance augmente. Ainsi, si l’on double la distance séparant deux objets, on diminue la force gravitationnelle entre ses 2 objet par quatre. Si l’on triple la distance entre deux objets, on la diminue par 9 etc.

 

Ce qui rend cette loi si puissante

La formulation de la loi peut paraître toute simple mais elle une véritable révolution. Ce qui fait la force de cette loi, c’est qu’elle allie facilité et précision. Après sa première apparition en 1687 dans l’œuvre de Newton « Principes mathématiques de la philosophie naturelle », elle s’imposa très rapidement dans le monde scientifique. Elle explique en fait immédiatement et avec une précision assez folle le mouvement des planètes et de la plupart des corps célestes.

Cependant l’histoire ne s’arrête pas là. Cette loi décrit en effet très bien la plupart des mouvements des objets célestes. Mais le problème si situe dans le mot « plupart ». Il y a certaines situations où la loi de gravitation de Newton montre quelques anomalies. Faibles certes, mais des anomalies quand même. Cette loi a effectivement du mal à décrire le mouvement des objets situés dans un champs de gravitation très fort (comme Mercure qui est la première anomalie de la loi de Newton que l’on a observée), ou encore des objets se déplaçant à des vitesses proches de celle de la lumière.

Ces petites anomalies ne sont absolument pas problématiques pour les utilisations classiques de la loi de Newton, mais les physiciens sont perfectionnistes et ne se sont donc pas arrêté là. Il faudra attendre un certain Albert Einstein pour avoir une loi qui décrit parfaitement les interactions gravitationnelles entre les objets… To be continued ! 

Pôle Sud de la Lune Sciences & Environnement Actualités

L’inde part à la conquête de la Lune

Dans l’éternelle conquête spatiale, la Lune commence à devenir un enjeu majeur, aussi bien en termes de prospection de matériaux que d’étude pour de futures colonies. C’est dans cette optique que, cet été, un vaisseau Indien va orbiter autour de la Lune et relâcher un atterrisseur.

Celui-ci doit atterrir sur une plaine à 600 km du pôle sud de la Lune.

Ensuite, il relâchera à son tour un Rover qui explorera donc un endroit très peu visité. Tous les autres vaisseaux lunaires ayant atterri près de l’équateur, zone bien plus accessible.

Voici l’ambition actuelle du programme spatiale Indien, qui voit encore plus loin en cas de réussite. Pour revenir à cette mission, son intérêt n’est pas uniquement de prouver que l’Inde a les technologies nécessaires. Il s’agit également de faire de la prospection de ressources.

La Lune et ses ressources

En effet, le Rover sera bardé de tout un tas d’instruments, notamment pour chercher de l’hélium 3, isotope de l’hélium. Il s’agit d’un carburant potentiel pour de futurs réacteurs à fusion nucléaire. Rappelons que l’Inde à été la première à découvrir de l’eau sur la Lune en 2009. Avant ces preuves, beaucoup de scientifiques pensaient qu’il n’y en avait tout simplement pas.

La mission à également pour but l’implémentation de plusieurs capteurs sismiques, venant compléter ceux des missions Apollo. Il ne manque que peu de données aux scientifiques pour comprendre ce qui compose l’intérieur de la Lune. Si la mission est un succès, elle les apportera.

Les détails de la mission

Cette mission de 150 millions de dollars aurait dû partir il y a de cela 3 ans, mais l’atterrisseur (produit initialement par la Russie) n’a pas été concluant. L’Inde affronte donc ce défi seule. Car atterrir si loin de l’équateur est plutôt risqué et très difficile. Très peu de lumière solaire parvient à ces zones, et il convient donc de gérer avec parcimonie tout le carburant et toute l’énergie du véhicule, l’utilisation de panneaux solaire étant peu rentable.

Le Rover est par exemple très léger, seulement 25 kg (rappelons que Curiosity, Rover martien, pèse 900 kg). Il emportera également 2 spectromètres pour analyser la composition de la Lune. La zone est en effet très intéressante, celle-ci étant composée de roches vieilles de plus de 4 milliards d’années et résultant de la solidification du magma qui couvrait la Lune nouvellement formée. C’est une zone très peu soumise au bombardement d’astéroïdes car très proche du pôle Sud.

Plus de détails sur sa composition en eau

La communauté scientifique est évidemment impatiente d’obtenir toutes ces données, mais encore plus celle concernant l’eau. En effet c’est au niveau des pôles que la concentration en eau est la plus importante. Le fait de connaitre précisément où et combien d’eau il y a sur la Lune est une donnée essentielle à d’hypothétiques bases lunaires.

Un atterrissage réussi serait néanmoins et surtout un grand accomplissement pour l’inde. Un moyen de faire rayonner l’image du pays à travers le monde comme une puissance scientifique et spatiale.

classification exoplanètes Sciences & Environnement Actualités

Classification des exoplanètes

Depuis la découverte de la première exoplanète en 1995, une véritable fascination s’est crée pour ces dernières. Si bien qu’aujourd’hui, on en compte plus de 3700. Face à ce nombre gigantesque et qui continuera à grandir (notamment grâce à l’arrivée de nouveaux télescopes spatiaux) les scientifiques ont eu besoin d’une manière de s’y retrouver.

Ainsi, la création d’une table de classification des exoplanètes a été un bon moyen de trier et d’étudier la répartition des différents types de planètes dans l’espace. La solution se présente sous la forme d’un tableau de classification inspiré de celui de Mendeleïev pour les éléments chimiques.

Création de la table périodique des exoplanètes

L’équipe à l’origine de ce tableau est celle d’Abel Mendez, de l’université de Porto Rico à Arecibo. Le tableau classe ces exoplanètes selon 18 cases et  6 en colonnes triant la masse et la taille,  et 3 en ligne catégorisant la température. Les planètes peuvent ainsi être catégorisées, ce qui facilite grandement le travail  des chercheurs.

Quelques données intéressantes ressortent déjà du tri des planètes découvertes à ce jour. Par exemple, la catégorie « Jupiters chaudes » est la plus présente en proportion, alors que ce type de planète est absent de notre système solaire ! De plus, seules 0.6% des planètes découvertes à ce jour correspondent à un type semblable à celui de la Terre. Autrement dit, seulement 0,6% des exoplanètes sont potentiellement habitables (et ce chiffre se réduit encore lorsqu’on prend en compte d’autres critères)

Evidemment ces résultats sont à relativiser, la puissance de nos télescopes nous permettant de découvrir bien plus facilement des planètes de type « Jupiters chaudes ». La principale méthode de découverte d’exoplanètes est l’observation des étoiles. Si une faible obscuration de la lumière de l’étoile se produit d’une façon plus ou moins périodique, on peut supposer l’existence d’une planète orbitant autour de l’étoile. On voit donc bien que les « Jupiters chaudes » ont plus de chance (pour le moment) d’être découvertes.

Découvrir soi-même le tableau

Je vous conseille vivement d’aller jeter un coup d’œil à ce tableau et plus particulièrement à son actualisation. En effet sur le site fourcaudot, assez vieux à l’échelle de la rapidité à laquelle on découvre les exoplanètes, vous retrouverez le tableau tel qu’il était en 2012. La rapidité de nos découvertes est impressionnante. N’hésitez pas à consulter nos sources! Si le sujet vous passionne, vous pourrez peut être y apprendre encore plus !

Sources :