Je reçois fréquemment des courriels voulant savoir si la gravité est une loi ou une théorie. Cette question soulève tellement d’autres questions que je pensais que ce serait amusant à explorer.

Pour essayer cela, vous aurez besoin de:

– un objet à déposer.

D’accord, choisissez un objet qui ne se cassera pas, ne cassera pas le sol, ne causera pas de dégâts ou ne causera aucun problème à l’un ou l’autre de nous. Tenez-le devant vous et relâchez-le. Que se passe-t-il ? Il tombe, sauf si vous avez choisi un ballon d’hélium. Dans ce cas, la gravité le fait flotter vers le haut, en tirant vers le bas avec plus de force sur l’air autour du ballon). L’attraction gravitationnelle entre la Terre et l’objet la tire vers le sol. Mais, lorsque nous faisons cette expérience, devrions-nous parler de la Loi de la Gravité ou de la Théorie de la Gravité?

En fait, nous devrions parler des deux. Pour comprendre pourquoi, nous devons comprendre le sens scientifique des mots « loi » et « théorie ». »

Dans le langage de la science, le mot « loi » décrit un énoncé analytique. Cela nous donne une formule qui nous dit ce que les choses vont faire. Par exemple, la Loi de la Gravitation universelle de Newton nous dit:

« Chaque masse ponctuelle attire chaque masse ponctuelle par une force pointant le long de la ligne coupant les deux points. La force est directement proportionnelle au produit des deux masses et inversement proportionnelle au carré de la distance entre les masses ponctuelles. »

Donc, si nous connaissons la masse de deux objets, et la distance entre le centre de masse des deux objets, nous pouvons calculer l’attraction gravitationnelle entre la Terre et l’objet que vous avez laissé tomber, entre le Soleil et Mars, ou entre moi et un bol de crème glacée.

Nous pouvons utiliser la Loi de la Gravitation Universelle de Newton pour calculer la force de l’attraction gravitationnelle entre la Terre et l’objet que vous avez laissé tomber, ce qui nous permettrait de calculer son accélération lors de sa chute, combien de temps il faudra pour toucher le sol, à quelle vitesse il irait à l’impact, combien d’énergie il faudra pour le récupérer à nouveau, etc.

Alors que la loi nous permet de calculer un peu ce qui se passe, remarquez qu’elle ne nous dit rien sur les RAISONS pour lesquelles cela se produit. C’est à cela que servent les théories. Dans le langage de la science, une théorie est une explication du pourquoi et de la façon dont les choses se passent. Pour la gravité, nous utilisons la Théorie de la Relativité générale d’Einstein pour expliquer pourquoi les choses tombent.

Une théorie commence par une ou plusieurs hypothèses, des idées non testées sur les raisons pour lesquelles quelque chose se passe. Par exemple, je pourrais proposer une hypothèse selon laquelle l’objet que vous avez libéré est tombé parce qu’il a été tiré par le champ magnétique terrestre. Une fois que nous avons commencé à tester, il ne faudrait pas longtemps pour découvrir que mon hypothèse n’était pas étayée par les preuves. Les objets non magnétiques tombent au même rythme que les objets magnétiques. Parce qu’elle n’était pas étayée par les preuves, mon hypothèse n’acquiert pas le statut de théorie. Pour devenir une théorie scientifique, une idée doit être soigneusement testée et doit être une description précise et prédictive du monde naturel.

Alors que les lois changent rarement, les théories changent fréquemment à mesure que de nouvelles preuves sont découvertes. Au lieu d’être rejetées à cause de nouvelles preuves, les théories sont souvent révisées pour inclure les nouvelles preuves dans leur explication. La théorie de la Relativité générale s’est adaptée à mesure que les nouvelles technologies et les nouvelles preuves ont élargi notre vision de l’univers.

Ainsi, lorsque nous discutons scientifiquement de la gravité, nous pouvons parler de la loi de la gravité qui décrit l’attraction entre deux objets, et nous pouvons également parler de la théorie de la gravité qui décrit pourquoi les objets s’attirent.