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L'erreur sur la masse (ou: la grosse erreur..)

D'après David Pratt "Gravité et Anti-gravité" , février 2001.

http://ourworld.compuserve.com/homepages/dp5/gravity.htm




On dit, qu'en 1665 , Isaac Newton voyant une pomme tomber d'un arbre, eût  l'idée que la force qui attire la pomme sur la terre est la même que celle qui maintient la lune en orbite autour de celle ci. La lune ne tombe pas sur la terre à cause de l'effet compensatoire de sa rotation. Si la lune devait s'arrêter, elle tomberai sur la terre avec une accélération de 9.8 m/s², la même que celle imprimée à la pomme ou à tout objet qui tombe sur terre.
 

La loi de gravitation universelle de Newton affirme que la force de gravitation entre deux corps est proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance. Pour calculer cette force de gravitation F, on multiplie les deux masses m1 et m2 ainsi que la constante de gravitation G et on divise le tout par le carré de la distance r entre les deux masses. F = Gm1m2/r². Aujourd'hui la théorie de Newton est acceptée sans question   par la quasi totalité des scientifiques.
 
 

Cependant il s'en dégage une contradiction. D'un coté on dit que la force de gravitation entre 2 ou plusieurs corps est
dépendant de leurs masses et d'un autre on admet que l'accélération de gravité d'un corps attiré n'est pas dépendant de sa
masse: si l'on lâche simultanément d'une tour, une balle de tennis et un boulet de canon les deux objets arriveront au sol simultanément (en négligeant la résistance de l'air). En outre bien que la force de gravité et l'accélération de gravité
procèdent du même phénomène et bien que la force soit proportionnelle à l'accélération*, dans la formule il n'apparaît pas le symbole (g) de la gravité à la surface terrestre ou bien un terme pour l'accélération.
 
 
 
 

*Selon la 2ème loi de le mécanique Newtonienne la force appliquée à un corps est égale à la masse de ce corps multiplié par son accélération (F = ma). Cependant, comme l'ont fait remarquer plusieurs physiciens et philosophes, il ne s'agit pas d'une loi expérimentale, mais d'une définition arbitraire -- une convention. Les expériences dont il s'agit ici impliquent l'identité entre le poids et la force;  elles prouvent simplement que le poids d'un corps est égal à sa masse multipliés par l'accélération (P = ma) et ne mesure pas une force en soi [1].
 

Newton lui même croyait que la force de gravitation était due à la quantité ou densité de matière et proportionnelle à celle ci. Mais c'es tun fait historique que pour déduire du système terre lune que la gravité obéit à une loi en 1/r² (c'est à dire que la force diminue avec le carré de la distance au corps attracteur) point ne lui était besoin de disposer ou d'estimer les masses de la terre et de la lune. Il lui suffisait de connaître l'accélération de la gravité à la surface de la terre. Pari Spolter fait remarquer qu'il n'y a pas de raison fondamentale pour introduire le terme "produit de deux masses" voire d'introduire un terme pour la masse dans l'équation de la force gravitationnelle [2].
 

La combinaison des deux équations de Newton, ie celle de la gravitation et celle de la 2éme loi de la dynamique des corps en mouvement donne: F = ma = Gm1m2/r². Or, pour que ces deux équations s’équilibrent G devrait avoir la dimension de m³/kg.s² (un volume divisé par une masse multipliée par un temps au carré). Il est clair que G est une constante bien étrange.
 

La valeur de G a initialement été mesurée en 1788 par l'expérience du pendule de torsion de Cavendish. Cependant une expérience de type Cavendish ne constitue pas une preuve de l'équation de Newton: au contraire de telles expérience présupposent que l'équation est correcte. Selon Spolter rien ne permet d'exclure que le très petit angle de réflexion (ou le très petit changement dans la période d'oscillation) dans la balance de torsion utilisée dans cette expérience ne soit pas dû à l'attraction électrostatique des sphères métalliques utilisées. Dans une expérience dans laquelle des petites masses de platine avaient  été enrobées d'une fine couche de laque, on a obtenu des valeurs significativement plus faibles pour G [3]. Pour tester plus avant cette possibilité, Spolter a proposé des expériences complémentaires à de célèbres journaux scientifiques, mais elles ont été refusées.
 
 
 

Dans l'hypothèse ou la gravité est proportionnelle à la masse, on peut utiliser la valeur de G pour estimer la masse de la terre et sa densité moyenne. Cette dernière est d'environ 5.5 g/cm³, valeur purement théorique, bien sûr. Tout ce que l'on sait actuellement à l'aide de mesures est que la densité moyenne de la croûte terrestre périphérique est de 2.75g/cm³. Les scientifiques en ont conclu que pour obtenir cette moyenne de 5.5, la densité des couches internes de la terre devraient s'accroître substantiellement avec la profondeur. Spolter fait remarquer que ce modèle couramment  accepté est inconsistant avec la loi de sédimentation dans une centrifugeuse. La terre tourne depuis des milliards d'années. Si, à l'origine, elle était en fusion et tournait plus vite qu'actuellement les composantes de forte densité devraient se trouver dans les couches superficielles. D'autre part les éléments lourds sont rares dans l'univers, il est donc difficilement concevable d'en trouver de telles quantités concentrées dans les profondeurs terrestres.
 

Johannes Kepler, célèbre astronome du 17éme a découvert le fait remarquable que le rapport du cube de la distance
moyenne (r) d'une planète au soleil et du carré de sa période de révolution est une constante (r³/t² = constante). Cette relation est connue sous le nom de 3éme loi de Kepler. Pari Spolter à lui découvert que l'on peut dériver cette troisième loi de Kepler d'une simple et nouvelle équation pour la force gravitationnelle: F = a.A, où a est l'accélération et A la surface du cercle de rayon r égal au demi grand axe de la planète ou de la lune, etc*. Comme A = (pi)r², cette équation implique naturellement que l'accélération due à la gravité décline en fonction du carré de la distance. Et comme elle ne comporte pas de terme pour la masse ceci implique que ni la force gravitationnelle ni l'accélération ne dépendent plus des masses en présence, la contradiction interne au coeur de la théorie est éliminée.
 

*Spolter soutient que la force est toujours indépendante de la masse [4] .Ce n'est pas la force qui est égale au produit de la masse par l'accélération, mais le poids. Son équation à elle pour la force linéaire est F = a.d (accélération multipliée par une distance) et celle pour la force circulaire est celle donnée précédemment: F = a.A.
 
 
 
 

Sur la base de cette équation, la force gravitationnelle du soleil est égale à 4.16 x 10^20 ms-² m². Cette quantité est
constante pour touts les corps en orbite autour du soleil et est indépendante de la masse de ce corps . La force de
gravitation du soleil calculée par la 2éme loi de newton n'est pas constante et varié de 4.16 x 10^32 newtons pour Jupiter à seulement 0.31 newton pour le satellite Pionner 5. Accepter l'équation de Newton c'est supposer que quelque part le soleil ‘reconnaît’chaque corps en orbite et attribue à chacun un montant spécifique de force gravitationnelle.
 

Selon l'équation de Spolter, la force gravitationnelle de la terre est également constante (1.25 x 10^15 ms-² m²) pour tous les objets en chute libre, pour les satellites et pour la lune. Avec l'équation de Newton cela va de 0.2 newton pour le satellite ERS 12 à 1.98 x 10^20 newtons pour la lune. Des résultats semblables sont obtenus pour toutes les planètes de notre système solaire[5]
 

La théorie de la gravitation de Newton (et également celle d'Einstein) ignore la rotation du corps central et le moment de torsion généré par cette rotation. Spolter suggère que c'est cette rotation de l'étoile, de la planète, etc.. qui génère la force gravitation et entraîne les autres corps à tourner autour d'elle. Cette idée avait aussi été avancée par Johannes Kepler et est également soutenue par d'autres chercheurs [6]. Spolter montre que la distance moyenne des planètes au soleil ne sont pas distribuées au hasard mais suivent une loi exponentielle, ce qui indique que la gravité est quantisée, au même titre que les orbites des électrons sont quantisées. Elle montre aussi qu'il en est de même pour les planètes qui comportent plusieurs lunes.
 
 
 

Les chiffres retenus pour les masses et les densités des planètes, des étoiles, etc. sont purement théoriques; on n'a jamais mis une planète sur une balance pour la peser!  Les masses des corps célestes sont calculées à partir de la formule de Newton de la 3ème loi de Kepler qui affirme à priori que le ratio constant de Kepler (r³/t²) est égal à la masse inerte multipliée par la constante de gravitation. Cependant cette équation est dimensionellement inconsistante : elle implique que la masse est égale à un volume divisé par un temps au carré. L'équation peut s'équilibrer à condition d'affecter à G la dimension bizarre mentionnée plus haut: un volume divisé par une masse elle-même multipliée par un temps au  carré. Mais, une constante telle que G constitue seulement un nombre proportionnel et ne peut pas être utilisé pour équilibrer une équation aux dimensions.
 

Dans le 'Dictionnaire du Diable' on trouve un excellent exemple du raisonnement circulaire dont souffre la théorie
newtonienne de la gravité. La gravitation est définie de telle sorte: 'La tendance qu'ont tous les corps à se rapprocher les uns des autres avec une force proportionnelle à la quantité de matière qu'ils contiennent --- la quantité de matière qu'ils contiennent étant déduite de la force de leur tendance à se rapprocher [7].
 

[1]Pari Spolter, Gravitational force of the sun, Granada Hills,
CA:Orb Publishing, 1993, pp. 137-138.
[2] Ibid., p.18,
[3] Ibid., p.117,
[4] Ibid., pp. 231-238.
[5] Ibid., pp.195-198.
[6] Johannes Kepler, Epitome of Copernican astronomy (1618-21), in Greatbooks of the wester world, Chicago:
Encyclopaedia Britannica, Inc., 1952,vol 16, pp. 895-905; Stephen Mooney, 'From the cause of gravity to the revolution of science', Apeiron (http://redshift.vif;com), v. 6, no &-2,pp.138-141, 1999.
[7] Cité dans Meta Research Bulletin' 5:3, p.41, 1996.

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