Qui a découvert la loi de la gravitation universelle au XVIIe siècle ?

La loi de la gravitation universelle a été formulée par Sir Isaac Newton, physicien et mathématicien anglais, au XVIIe siècle. Il l’a présentée en 1687 dans son ouvrage majeur, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, généralement appelé Principia. Cette loi propose une même explication mathématique pour l’attraction entre les corps terrestres et pour les mouvements des astres.

Une synthèse des recherches antérieures

Newton n’a pas travaillé sans s’appuyer sur les découvertes de ses prédécesseurs. Les lois de Johannes Kepler avaient décrit la forme des orbites planétaires et leur mouvement, tandis que les travaux de Galilée avaient contribué à l’étude de la chute des corps et de la mécanique. D’autres savants, dont Robert Hooke, avaient également envisagé l’existence d’une force d’attraction entre les corps. La contribution décisive de Newton fut de relier ces réflexions dans une théorie mathématique générale, capable de décrire aussi bien la chute d’un objet que le mouvement de la Lune ou des planètes.

Le principe de la gravitation universelle

Selon la loi de Newton, deux corps s’attirent mutuellement. L’intensité de cette attraction augmente avec la masse de chacun des corps et diminue lorsque la distance qui les sépare augmente. Dans sa formulation moderne, cette relation s’écrit F = G × m1 × m2 / r² : F représente la force gravitationnelle, m1 et m2 les masses des deux corps, r la distance qui les sépare et G la constante gravitationnelle. La force agit selon la droite qui relie les deux corps, et chacun exerce sur l’autre une attraction de même intensité en sens opposé.

Le rôle du Principia

Publié en 1687, le Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica exposait non seulement la gravitation universelle, mais aussi les trois lois du mouvement. L’ensemble formait le socle de la mécanique newtonienne. En réunissant l’étude des mouvements terrestres et célestes dans un même cadre, Newton a fourni une explication aux orbites des planètes, au mouvement de la Lune autour de la Terre et au poids des objets à la surface de notre planète. C’est la publication de cette formulation générale qui explique que Newton soit reconnu comme le découvreur, ou plus précisément le formulateur, de la loi de la gravitation universelle.

Une loi fondatrice de la physique

La théorie newtonienne a dominé l’étude de la gravitation pendant plusieurs siècles et reste très efficace pour de nombreuses situations courantes, notamment le calcul des trajectoires et des orbites. Au XXe siècle, la relativité générale d’Albert Einstein a proposé une description plus complète de la gravitation dans certaines conditions, en particulier lorsque les champs gravitationnels sont très intenses ou que les vitesses sont très élevées. Cette évolution n’efface pas le rôle historique de Newton : sa loi, formulée en 1687, a constitué une étape fondamentale dans l’unification de la physique et dans la compréhension mathématique de l’Univers.