La gravité n'est-elle vraiment pas une force ?

[MyL38]

Bonjour,

en m'intéressant au sujet, en lisant des articles, en regardant des vidéos, j'ai cru comprendre que Einstein a élaboré la théorie de la relativité à partir d'un constat en 1907 lorsqu'il aurait compris que quand on est en chute libre, on ne sent pas notre propre poids.

Mais pourtant, si la gravité était une force, il est tout à fait naturel qu'on ne la ressente pas en chute libre.
En effet, je m'explique, lorsque l'on est soumis à une accélération par exemple dans une voiture, il est normal que l'on ressente l'accélération, étant donné que la force est appliquée seulement sur notre dos. Il est normal que l'on ressente cette force car nos autres membres qui ne sont pas directement soumis à cette force, ont tendance à partir en arrière.

La différence avec la gravité si elle était une force, c'est que la gravité va s'appliquer à chaque atome de notre corps. C'est à dire que contrairement à la voiture, là, il n'y a aucun membre qui souhaite partir en arrière, tous les membres veulent avancer ! Et donc peu importe l'intensité de la gravité, même si elle était de 1000m/s^2, eh bien on ne ressentirait toujours pas notre poids.

Donc ma question, pourquoi Einstein a t-il dit que vu que l'on ne ressent pas notre poids en chute libre, alors cela veut absolument dire que la gravité n'est pas une force ? A moins que j'ai raté un épisode, mais si vous avez des sources pour mieux comprendre son constat, je suis preneur.

Merci à vous.
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[mach3]

Le point est que la gravitation agit comme les forces d'entraînement, c'est à dire indifféremment sur tout le corps, contrairement à toutes les autres forces.
On peut toujours trouver des référentiels dans lequel les forces d'entraînement sont annulées, les référentiels galiléens, on dit donc d'elles qu'elles sont fictives, uniquement dues à un mauvais choix de référentiel.
L'idée d'Einstein est d'aller un cran plus loin en disant qu'il y a toujours des référentiels dans lesquels la gravitation est annulée, les référentiels de chute libre, et on pourrait donc dire qu'elle est fictive elle aussi, due à un mauvais choix de référentiel.

Dans le cadre de la mécanique classique, cela est arbitraire et donne lieu à deux interprétations, physiquement identiques :
-celle habituelle où le mouvement libre (soumis à aucune force) est galiléen et où la gravité est une "vraie" force
-celle, dite de Newton-Cartan, où le mouvement libre est la chute libre et où la gravité n'est pas une force mais le résultat d'une courbure de l'espace-temps (comme en relativité générale, et oui, dans la mécanique classique on peut parler de courbure de l'espace-temps, mais attention,
le temps est absolu et l'espace est plat).

Dans le cadre relativiste, où l'espace-temps est doté d'une métrique, le choix n'est pas arbitraire. L'ensemble des mouvements libres, ou encore geodesiques, qu'on appelle connexion, doit être compatible avec la métrique. En effet, on doit retrouver localement la relativité restreinte (pas de gravitation) pour un corps en chute libre, c'est à dire que les trajectoires des corps en chute libre doivent être localement rectiligne uniforme dans les référentiel de chute libre.

m@ch3

[phys4]

La différence avec la gravité si elle était une force, c'est que la gravité va s'appliquer à chaque atome de notre corps. C'est à dire que contrairement à la voiture, là, il n'y a aucun membre qui souhaite partir en arrière, tous les membres veulent avancer ! Et donc peu importe l'intensité de la gravité, même si elle était de 1000m/s^2, eh bien on ne ressentirait toujours pas notre poids.

Donc ma question, pourquoi Einstein a t-il dit que vu que l'on ne ressent pas notre poids en chute libre, alors cela veut absolument dire que la gravité n'est pas une force ?

La différence entre une force est une accélération c'est précisément la différence entre les diverses parties : prenez l'exemple des forces électriques, elles s'exercent de façon différente sur les électrons et les noyaux.
Donc une force peut dépendre de la matière considérée.
Au contraire, une accélération donnera un effet identique pour tout objet, et pourra être annulé par un changement local de référentiel.
Si la gravité était une force, il devrait exister une différence même minime entre entre des objets. C'est pour cela que des expériences toujours plus précises sont encore effectuées pour vérifier si des différences existent.
https://www.futura-sciences.com/scie...te-test-34113/

[MyL38]

La différence entre une force est une accélération c'est précisément la différence entre les diverses parties : prenez l'exemple des forces électriques, elles s'exercent de façon différente sur les électrons et les noyaux.
Donc une force peut dépendre de la matière considérée.
Au contraire, une accélération donnera un effet identique pour tout objet, et pourra être annulé par un changement local de référentiel.
Si la gravité était une force, il devrait exister une différence même minime entre entre des objets. C'est pour cela que des expériences toujours plus précises sont encore effectuées pour vérifier si des différences existent.
https://www.futura-sciences.com/scie...te-test-34113/

C'est une question que je me posais justement, peut-être que la gravité agit différemment selon les éléments de matières comme les protons ou les neutrons mais que l'on en sait rien vu que quasiment chaque morceau de matière contient les deux de façon presque égale. Peut-être qu'une expérience à tenter à ce niveau serait de laisser tomber de l'hydrogène pur sous forme liquide ou solide et voir si il tombe plus vite ou moins vite q'un objet classique, mais est-ce réalisable sachant que la température de l'hydrogène liquide est déjà de -252,85°C ?
Mais j'imagine que des expériences de ce genre avec des matières ayant des proportions diverses de protons et de neutrons ont déjà été faite.

[A voir en vidéo sur Futura]

[ThM55]

Bien vu! Ces expériences ont été faites, par exemple en comparant l'accélération de divers éléments de poids atomiques différents. Vous pouvez vous documenter sur le Web ou Wikipedia en cherchant les sujets suivants: expérience d'Eötvös, expérience Microscope (cette dernière utilisait un micro-satellite français et a établi l'égalité de la masse grave et de la masse inerte avec une précision relative de l'ordre de ).

[Mailou75]

La différence avec la gravité si elle était une force, c'est que la gravité va s'appliquer à chaque atome de notre corps. C'est à dire que contrairement à la voiture, là, il n'y a aucun membre qui souhaite partir en arrière, tous les membres veulent avancer !

C'est justement l'inverse ! Ce qui s'applique à toutes les parties de ton corps c'est l'inertie, cad la volonté de ne pas bouger.

Dans le cas de la voiture tu ressens dans ton dos une force appliquée localement qui t'oblige à bouger.
Dans le cas de la Terre tu ressens sous tes pieds une force (poids) appliquée localement qui t'oblige à ne pas bouger (c'est le référentiel qui est accéléré).

Si tu te trouvais dans un cylindre en rotation dans l'espace, ce qui t’empêcherait d'aller en ligne droite, mu par l'élan de la rotation, c'est le cylindre lui même qui te pousse à changer de direction pour tourner avec lui. C'est un principe de gravitation "artificielle" et ce que tu ressentirait c'est une force sous tes pieds exactement équivalente au "poids" ressenti sur Terre. F=ma ou P=mg c'est kif kif...

Ce que dit Einstein c'est que le mouvement naturel dans l'espace temps c'est la "ligne droite", l'inertie, l’absence totale de poids (stationnaire sur une masse) ou force (changement de direction) ressentie. Conclusion: la surface de la Terre n'a pas une trajectoire droite dans l'espace temps.

[MyL38]

Si la gravité était une force, il devrait exister une différence même minime entre entre des objets. C'est pour cela que des expériences toujours plus précises sont encore effectuées pour vérifier si des différences existent.
https://www.futura-sciences.com/scie...te-test-34113/

Mais pas forcément en faite ! Ok c'est le cas pour les forces électriques, mais les forces électriques ne dépendent pas de la masse des particules.
Ici pour la gravité, la formule est F=ma, et l'on voit tous dans la vie de tous les jours que le poids d'un objet est lié à sa masse.

Vous êtes en train de dire ici que ce qui fait la loi du mouvement de la gravitation, c'est l'accélération (c'est ce que Einstein dit), et que celle-ci est la même pour tout corps. Vous dites qu'une planète engendre une accélération sur les objets, et donc à partir de cela, nous sommes en train de dire que c'est à partir de l'accélération que découle le poids des objets via P=mg. (Désolé je me répète beaucoup, mais j'aime que les choses soient bien claire )

Maintenant, admettons plutôt que la gravité est bien la force et non l'accélération, c'est à dire qu'une planète engendrerait plutôt une force sur les objets (en fonction de leur masse) et non une accélération. Eh bien, c'est pareil, Avec P=ma, l'accélération sera la même pour tout corps, c'est logique non ?

Mailou75, quand je disais que tous les membres du corps veulent avancer en même temps, c'est à dire que la force qui pousse chacun des atomes vers la planète, cette force fait accélérer chacun des atomes de la constante g, et que cette même constante s'applique donc au corps en entier. Et donc oui, localement (sur le référentiel du corps tombant), rien ne bouge, aucun membre ne bouge par rapport aux autres. Et c'est donc la raison pour laquelle on ne ressent pas cette force de gravité, si la gravité est bien une force, comprenez vous mon point de vue ?

[mach3]

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Dans le cas de la voiture tu ressens dans ton dos une force appliquée localement qui t'oblige à bouger.
Dans le cas de la Terre tu ressens sous tes pieds une force (poids) appliquée localement qui t'oblige à ne pas bouger (c'est le référentiel qui est accéléré).

Ah non, dans le cas de la Terre, le poids s'applique bien à tout le corps, c'est la réaction normale du sol qui s'applique localement.
Tout comme dans le cas de la voiture où la force d'entraînement (vers l'arrière) s'applique bien à tout le corps et où la réaction du siège (vers l'avant) ne s'applique que localement.

m@ch3

[Mailou75]

Ah non, dans le cas de la Terre, le poids s'applique bien à tout le corps, c'est la réaction normale du sol qui s'applique localement.

Tu penses comme un newtonien, si il n’y avait pas de sol il n’y aurait pas de poids. Seule la réaction du sol (plus précisément de la balance) crée une force, locale. Voir comparaison avec la situation du cylindre tournant dans l’espace, sans le cylindre j’irais tout droit, c’est le changement de direction qui crée un poids artificiel, en fait une force qui me fait changer de direction. Je te renvoie à l’article Pesanteur de «notre ami commun»

[Mailou75]

Pour MyL38, l’article en question : https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post6517323
C’est très instructif