lundi 1 juin 2009

Réétudier la constante de gravitation

par Pierre Escaffre
G, la constante de gravitation ne devrait-elle pas à la lumière des connaissances d’aujourd’hui
être réévaluée et re-précisée ?

En électricité par exemple, on a attribué les signes plus et moins un peu à la va-vite, et il faut reconnaître que l’on a aujourd’hui une charge élémentaire de valeur négative. Ce n’est pas grave, il s’agit simplement d’une convention. Mais qu’est-ce qui nous garantit qu’on n’a pas fait pareil en choisissant le (+1) mètre comme étalon de longueur ? On pourra observer que la phrase « deux corps se rapprochent d’une certaine distance » est exactement équivalente à celle-ci : « deux corps s’éloignent de ladite distance », mais la grandeur mesurée étant alors précédée du symbole négatif. Juste une histoire de consensus implicite.

Pour illustrer ce propos, voici deux formules très connues dans lesquelles la distance apparaît élevée au carré, c’est-à-dire que dans ces cas-là, le signe retenu n’a aucune importance :
-- Loi de Coulomb sur l’électrostatique : f = k . | q | . | q’ | / d².
-- Loi de Newton dite de la gravitation universelle : f = G (m.m’) / d².
Cependant les forces, elles, étant orientées, on parle en conséquence soit d’attraction soit de répulsion. Avec la loi de Coulomb, c’est presque automatique, on calcule en fonction des valeurs absolues des charges électriques, et l’on traduit par attraction des signes opposés et répulsion des signes identiques. Jusque là, tout va bien. Mais chez Newton, on parle de façon univoque d’attraction entre masses, sans s’en inquiéter davantage, et pour cause, la valeur de la masse étant posée en soi, elle est déjà écrite en valeur absolue, consécutivement on ne sait toujours pas sur quelle grandeur s’appuie la convention de signe. Serait-ce alors sur G ? Et aurions-nous affaire à une « répulsion » universelle associée à une « étendue » négative ? Comment ne pas se demander si en attribuant de manière arbitraire des valeurs strictement positives à la fois à la masse d’unité SI (+) 1 kg ainsi qu’à l’espace d’unité (+) 1 m, on n’a pas subrepticement conféré à la constante de gravitation G, la qualité de représentation d’une « attraction » universelle entre masses ? On a fait preuve d’une plus grande prudence quant à l’interaction forte pour laquelle g, la constante de couplage est de signe contraire g p = – g n suivant qu’elle se rapporte au proton ou au neutron, et où l’interaction est théorisée comme étant un échange de pions neutres ou positifs entre les nucléons.

Il n’est évidemment pas question d’intenter à Newton une sorte de procès rétroactif. À son époque, on ignorait totalement que la plus grosse partie de la masse était constituée de particules électriquement neutres ou positives. Mais aujourd’hui nous le savons, il n’est donc pas normal de ne pas s’inquiéter sur le « sens-même » de la constante G, et en étant cohérents de chercher à savoir qui dans l’interaction gravitationnelle joue le rôle du ou des pion(s). La justification actuelle à travers les valeurs différentes des spins, respectivement 1 et 2, des champs électromagnétique et de gravitation accréditerait plutôt l’idée de la coexistence de deux espaces tri-dimensionnels aux propriétés topologiques distinctes quoique partiellement symétriques, qui seraient superposés l’un à l’autre voire complètement enchevêtrés organisant ainsi un authentique maillage cosmique quantique, phénoménal et global.

Dans une telle optique, on devrait considérer avec la plus grande attention le fait que le terme de symplectique servant à qualifier la géométrie utilisée notamment mais pas uniquement en mécanique céleste est un adjectif formé à partir d’un mot grec signifiant « qui entrelace ».
Serait-ce vraiment là un pur effet du hasard, ou cela indiquerait-il mathématiquement la présence d’un caractère physique sous-jacent encore méconnu et donc sous-estimé ?
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