Le Coté Obscur de la Gravité Frédéric Henry-Couannier CPPM/RENOIR Marseille

Introduction Historique

Il existe un ordre caché, de relations numériques et géométriques (Pythagore), un monde des idées pures (Platon) par delà le chaos apparent des phénomènes Un petit nombre de principes simples permanents (idéalement un!), permet de rendre compte rationnellement de la multitude mouvante des manifestations (Thalès: l'eau, Héraclite: le feu, Anaximandre: l'Apeiron, Démocrite: les atomes...) Rem: Un fol espoir ! VI ème et V ème siècle Av J-C: Les Grandes Intuitions

Vrai: On tombe vers la terre, il n'y a pas de direction spéciale vers laquelle la terre devrait tomber, la terre flotte dans le rien Faux La terre est un court cylindre au centre de l'univers Avant Anaximandre: Anaximandre: VI è Av J-C: Anaximandre Ciel Terre Ciel

Vrai: Terre, Soleil et planètes sont sphériques La lune tourne autour de la terre Faux: La terre est au centre de l'univers Tous les corps celestes tournent autour de la terre Les corps celestes sont attachés à des sphères géocentriques L'ordre est seulement dans le ciel VI è Av J-C: Pythagore IV è Av J-C: Aristote, Héraclide Vrai: Terre, Soleil et planètes sont sphériques La lune tourne autour de la terre La terre tourne sur elle même Faux: La terre est au centre de l'univers Tous les corps celestes tournent autour de la terre Les corps celestes sont attachés à des sphères géocentriques L'ordre est seulement dans le ciel

II è Av J-C: Appolonius, Hipparque II è Ap J-C: Ptolémée Vrai: Les mouvements des corps celestes peuvent être décrits par des modèles très précis et prédictifs. Importance des observations quantitatives et des mathématiques. La première grande intuition est confirmée ! Faux: Conception géocentrique d'Aristote mais sans sphères: les corps celestes se déplacent suivant des compositions de cercles : Déférent, Epicycle Cercles parcourus à vitesse angulaire constante, exception: l'Equant

Vrai: La lune tourne autour de la terre, la terre et les autres planètes autour du soleil, plus d'épicycles Faux: Les trajectoires sont toujours des cercles parcourus à vitesse uniforme III è Av J-C: Aristarque XVI è Ap J-C: Copernic

Kepler Les trajectoires sont des ellipses parcourues à surface balayée constante, les périodes sont liées aux rayons: la description quasi-exacte de toutes les trajectoires est achevée Galilée L'ordre mathématique est aussi sur terre: lois de la chute des corps Premières expériences XVI è - XVII è : Kepler, Galilée

XVII è : Newton, La Grande Synthèse Vrai Les mouvements de tous les corps en chute libre (dans le ciel et sur terre) s'expliquent par l'attraction gravitationnelle universelle que les masses exercent entre elles. Faux (mais très bonne approximation) Deux lois : - Les corps s'attirent par une force prop à leurs masses et inversement prop au carré de la distance qui les sépare. - L'accélération de chaque corps est prop à la Force subie et inversement prop à sa masse. Toutes les lois de Galilée et Kepler s'en déduisent par le calcul: la deuxième grande intuition est confirmée !

La Science est Possible: (Le réèl est intelligible) Il est possible, via une chaîne de raisonnements et de calculs, de rendre compte qualitativement et quantitativement dune multitude de faits dobservation et d'expérience (idéalement tous) à partir dun nombre restreint de principes universels (idéalement un seul). Pour de la vrai science il faut: - Rationalité et accord avec les observations (Première intuition) -Economie de moyens assurant prédictivité donc falsifiabilité (Deuxième intuition)

Les deux grandes intuitions essentielles de la science ont été confirmées. La science, ce n'est pas seulement fournir une description mathématique correcte qui approxime de mieux en mieux les contours du réèl (le comment), il faut aussi dévoiler l'unicité et la simplicité des principes ou lois dont tout découle (le pourquoi). Le miracle Newtonien doit être pris au sérieux. Objection: les lois de Newton sont fausses ! Oui mais l'essentiel des idées qui les supportent sont vraies. L'idée d'attraction gravitationnelle entre masses quelle que soit la forme ultime qu'elle prendra est vraie, c'est un acquis définitif. C'est en grande partie pour cette raison que les lois sont une très bonne approximation du réèl. Objection: les épicycles de Ptolémée reproduisaient aussi avec une très bonne précision les observations. Pas pour la même raison. Une construction basée sur des concepts faux peut facilement fournir une description excellente du réèl et mimer la vérite aussi bien que l'on veut en renoncant au principe de simplicité et d'économie, s'autorisant à introduire autant de réajustements successifs ad hoc que d'anomalies à corriger. Elle peut même être modestement prédictive et mieux accordée aux observations qu'une construction plus juste comme le système Héliocentrique de Copernic.

Extrêmement improbables à priori, les deux grandes intuitions ont été confirmées à maintes reprises de façon stupéfiante entraînant les progrès les plus remarquables et spectaculaires des connaissances et de la technologie. C'est la principale raison dy tenir. La deuxième grande intuition a un corollaire: la rationalité est au coeur du réèl, pas seulement dans la construction que le scientifique projette sur celui-ci ! Le théoricien n'a pas à être créatif ou inventif, il doit découvrir. En période de confusion, la tentation est grande de renoncer à la deuxième grande intuition. Symptômes du renoncement : démarche seulement descriptive consistant à introduire au fur et à mesure que des anomalies se présentent, de nouvelles combinaisons didées et paramètres libres: les épicycles dont l'efficacité est à priori sans limites. Il se peut que dans une phase de tatonnement intermédiaire qui doit être limitée, cette démarche ait son utilité: fournir une paramétrisation précise de notre ignorance. Ces symptômes révèlent des conceptions fausses au sein des cadres théoriques admis qui font perdre en prédictivité (principes pas assez contraignants) ou produisent de lincalculabilité. Les leçons de l'Histoire !