{"id":989,"date":"2014-10-15T19:09:18","date_gmt":"2014-10-15T19:09:18","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/?p=989"},"modified":"2014-12-16T11:52:41","modified_gmt":"2014-12-16T11:52:41","slug":"pommier-newton","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2014\/10\/15\/pommier-newton\/","title":{"rendered":"Le pommier de Newton"},"content":{"rendered":"

La l\u00e9gende selon laquelle la th\u00e9orie de l\u2019attraction universelle<\/a> aurait \u00e9t\u00e9 inspir\u00e9e \u00e0 Newton par la chute d\u2019une pomme n\u2019en est pas tout \u00e0 fait une, puisqu\u2019elle est fond\u00e9e sur le r\u00e9cit qu\u2019en fit son m\u00e9decin et confident William Stukeley (le m\u00eame qui, \u00e0 la mort du savant anglais en 1727, aurait dit \u00e0 Voltaire que le grand homme n\u2019avait jamais connu de femme\u2026).<\/p>\n

\"Porteait<\/a>
Portrait de Sir Isaac Newton en 1726, par Seeman. Alors \u00e2g\u00e9 de 84 ans, il a racont\u00e9 \u00e0 sa fa\u00e7on comment, soixante ans auparavant, lui serait venue l’id\u00e9e de l’attraction universelle.<\/figcaption><\/figure>\n

Dans ses M\u00e9moires sur la vie de Sir Isaac Newton<\/em>, que la Royal Society of London n\u2019a rendu publiques qu\u2019en 1752, Stukeley rapporte en effet la conversation qu\u2019il a eue avec Newton le 15 avril 1726 \u00e0 Kensington, apr\u00e8s le d\u00eener \u00a0:<\/p>\n

“Le temps devenant chaud, nous all\u00e2mes dans le jardin et nous b\u00fbmes du th\u00e9 sous l\u2019ombre de quelques pommiers, seulement lui et moi. Au cours de la conversation, il me dit qu\u2019il s\u2019\u00e9tait trouv\u00e9 dans la m\u00eame situation lorsque, longtemps auparavant, la notion de gravitation lui \u00e9tait subitement venue \u00e0 l\u2019esprit, tandis qu\u2019il se tenait assis dans une humeur contemplative. Pourquoi cette pomme tombe-t-elle toujours perpendiculairement au sol, pensa-t-il en lui-m\u00eame. Pourquoi ne tombe-t-elle pas de c\u00f4t\u00e9 ou bien vers le haut, mais constamment vers le centre de la Terre\u00a0? Et si la mati\u00e8re attire ainsi la mati\u00e8re, cela doit \u00eatre en proportion de sa quantit\u00e9\u00a0; par cons\u00e9quent, la pomme attire la Terre de la m\u00eame fa\u00e7on que la Terre attire la pomme.<\/em>“<\/p>\n

\"Portrait<\/a>
Portrait de Catherine Barton, ni\u00e8ce de Newton, qui a fait tourner bien des t\u00eates.<\/figcaption><\/figure>\n

Quant \u00e0 l\u2019histoire de la Lune, qui serait intervenue ensuite dans le raisonnement du savant, c\u2019est John Conduitt, assistant de Newton \u00e0 la Royal Mint (Monnaie Royale, \u00e9quivalant au Minist\u00e8re des Finances), et mari de la ni\u00e8ce de Newton, la belle Catherine Barton, qui la narre dans son Compte-rendu de la vie de Newton \u00e0 Cambridge<\/em><\/a>.<\/p>\n

“Au cours de l\u2019ann\u00e9e 1666 il quitta de nouveau Cambridge pour retrouver sa m\u00e8re dans le Lincolnshire. Tandis qu\u2019il m\u00e9ditait dans le jardin il lui vint \u00e0 l\u2019esprit que le pouvoir de la gravit\u00e9 (qui faisait tomber la pomme de l\u2019arbre vers le sol) ne se limitait pas \u00e0 une certaine distance de la surface terrestre, mais qu\u2019il devait s\u2019\u00e9tendre beaucoup plus loin que ce que l\u2019on pensait habituellement. Pourquoi pas aussi loin que la Lune, se dit-il, et dans ce cas, ce pouvoir doit influencer son mouvement et m\u00eame la retenir sur son orbite\u00a0; \u00e0 la suite de quoi Newton se mit \u00e0 calculer quelle serait la cons\u00e9quence d\u2019une telle hypoth\u00e8se.<\/em> “<\/p>\n

C\u2019est \u00e0 la suite de ce raisonnement qu\u2019Isaac Newton aurait d\u00e9couvert la gravitation universelle, sans toutefois rendre publique sa d\u00e9couverte avant de la publier bien plus tard dans son De Motu<\/em> de 1684, puis ses Principia<\/em> de 1687.<\/p>\n

Ce qui est certain, c\u2019est que l\u2019id\u00e9e ne lui est pas venue en recevant la pomme sur son cr\u00e2ne, comme le pr\u00e9tend une l\u00e9gende dr\u00f4latique reprise notamment dans un c\u00e9l\u00e8bre dessin de Gottlieb !\"newton_gottlieb\"<\/a><\/p>\n

Que reste-t-il alors du pommier\u00a0? C\u2019est lors de ma r\u00e9cente visite \u00e0 la maison natale de Newton (\u00e0 l’occasion du tournage d’un \u00e9pisode de la s\u00e9rie Entre Terre et Ciel<\/a> pour la cha\u00eene Arte), le Manoir de Woolsthorpe (dans le Lincolnshire, \u00e0 environ 100 km au nord de Cambridge), que j\u2019ai pu visiter le jardin et conna\u00eetre les dessous de l\u2019histoire.<\/p>\n

\"Le<\/a>
Le Manoir de Woolsthorpe dans le Lincolnshire, maison natale d’Isaac Newton<\/figcaption><\/figure>\n

Il y a deux grands pommiers dans le verger face au Manoir. L\u2019un d\u2019eux, devant lequel la plupart des gens se font photographier (\u00e0 commencer par votre serviteur) n\u2019est pas le bon\u00a0: il est en bien trop bonne sant\u00e9 pour \u00eatre \u00e2g\u00e9 de plus de trois cents ans\u00a0!<\/p>\n

\"Le<\/a>
Le “faux” pommier de Newton (photo prise par Serge Brunier)<\/figcaption><\/figure>\n

Mais \u00e0 c\u00f4t\u00e9 se trouve un pommier beaucoup moins spectaculaire, au tronc tout rabougri, entour\u00e9 d\u2019une petite cl\u00f4ture de protection, visible cependant depuis la chambre qu\u2019occupait le jeune Newton. C\u2019est celui-l\u00e0 qui est cens\u00e9 \u00eatre le \u00ab\u00a0pommier de Newton\u00a0\u00bb. Ou plus exactement, une repousse. En effet, comme l\u2019explique la gardienne du Manoir, l\u2019arbre d\u2019origine a \u00e9t\u00e9 abattu lors d\u2019une temp\u00eate dans les ann\u00e9es 1815. Il reste d\u2019ailleurs un dessin datant de 1840 de l\u2019arbre abattu, en forme de S renvers\u00e9.<\/p>\n

\"Le<\/a>
Le pommier de Newton abattu apr\u00e8s la temp\u00eate de 1815, avant la repousse<\/figcaption><\/figure>\n

Mais en 1820 eut lieu une repousse, les racines n\u2019\u00e9tant pas mortes. Le nouvel arbre, de la rare vari\u00e9t\u00e9 dite \u00ab\u00a0Flower of Kent\u00a0\u00bb, n\u2019est plus de la premi\u00e8re jeunesse, comme on peut le constater sur la photo ci-dessous, surtout si on la compare \u00e0 celle de son vigoureux voisin\u00a0!<\/p>\n

\"Le<\/a>
Le “vrai” pommier de Newton<\/figcaption><\/figure>\n

Un rejeton de l\u2019arbre d\u2019origine, lui en bonne sant\u00e9, se voit plus ais\u00e9ment \u00e0 droite du Portail Principal du prestigieux Trinity College \u00e0 Cambridge, plant\u00e9 juste en-dessous de la fen\u00eatre de la chambre que Newton y occupait au cours de ses \u00e9tudes.<\/p>\n

\"Le<\/a>
Le rejeton de pommier du Trinity College de Cambridge, plant\u00e9 sous la fen\u00eatre de l’appartement de Newton<\/figcaption><\/figure>\n

Pour finir ces plaisantes anecdotes, voici la mani\u00e8re dont, dans mon roman La perruque de Newton<\/em><\/a>, je me suis efforc\u00e9 de reconstituer (en prenant bien s\u00fbr quelques libert\u00e9s\u2026) cet \u00e9pisode de la pomme durant une nuit \u00e9clair\u00e9e par la Lune, et le petit calcul que le jeune Newton aurait pu faire pour aboutir \u00e0 sa fameuse loi d\u2019attraction universelle\u2026\"pomme-pomme\"<\/a><\/p>\n

Est-ce \u00e0 tout cela qu\u2019il pense, en cette nuit de pleine lune, adoss\u00e9 au muret cernant le verger\u00a0? Isaac Newton continue de jeter ses cailloux contre l\u2019arbre. Il en a d\u00e9j\u00e0 lanc\u00e9 six, qui ont tous rat\u00e9 leur cible. Il compte chacun de ces projectiles comme autant de mois qui le s\u00e9parent de son retour \u00e0 Cambridge. Cela fait trop, il d\u00e9cide de tricher. Il se l\u00e8ve, saisit une pierre plus grosse, s\u2019approche d\u2019un pas. La tenant ferme dans la main, il fait balancer son bras le long de sa hanche par un mouvement oscillatoire pour donner plus de force \u00e0 son jet et enfin, la l\u00e2che. La pierre fait un bel arc de parabole et va heurter la pomme, qui tombe.<\/em><\/p>\n

Hourra\u00a0! Il dresse le poing en un petit geste de victoire. Il regarde la Lune, qui \u00e9claire le toit de la maison de sa blancheur blafarde. Ses sourcils se froncent. Il devient grave et prononce cette \u00e9vidence comme s\u2019il s\u2019en apercevait pour la premi\u00e8re fois\u00a0:<\/em><\/p>\n

\u2014 La Lune, elle, ne tombe pas.<\/em><\/p>\n

Il se penche, ramasse la pomme et la l\u00e2che.<\/em><\/p>\n

\u2014 Pourquoi cette pomme tombe-t-elle toujours verticalement\u00a0? Pourquoi ne tombe-t-elle pas de c\u00f4t\u00e9 ou bien vers le haut, mais constamment vers le centre de la Terre\u00a0?<\/em><\/p>\n

Il ramasse cette fois la pierre et la pomme, et il l\u00e2che la pierre.<\/em><\/p>\n

\u2014 La pierre tombe sur la Terre, mais pas la Terre sur le Soleil. Nous sommes bien d\u2019accord, Isaac\u00a0?<\/em><\/p>\n

Puis il l\u00e2che la pomme \u00e0 son tour.<\/em><\/p>\n

\u2014 La pomme tombe sur la pierre, mais la Lune ne tombe pas sur la Terre. Vous me suivez toujours, mon gar\u00e7on\u00a0?<\/em><\/p>\n

Il ramasse le gros caillou et le jette cette fois avec assez de force et assez de hauteur pour qu\u2019il d\u00e9crive, avant sa chute, le plus long segment de parabole possible. C\u2019est assez r\u00e9ussi. Alors, Newton dit d\u2019une voix forte\u00a0:<\/em><\/p>\n

\u2014 Bien s\u00fbr que la Lune tombe\u00a0! Sinon, elle aurait disparu depuis longtemps dans le firmament. Une \u00e9ternit\u00e9 qu\u2019elle tombe vers le centre de la Terre, comme la pomme, mais personne ne s\u2019en est rendu compte\u00a0! Car le bras qui l\u2019a lanc\u00e9e l\u2019a fait avec une telle force que la Lune a acquis un trajet circulaire\u2026<\/em><\/p>\n

[\u2026]<\/em><\/p>\n

D\u2019un pas l\u00e9ger, il escalade l\u2019escalier \u00e9troit, s\u2019installe \u00e0 sa table de travail, prend une plume et du papier. \u00ab\u00a0Voyons, qu\u2019est-ce qui peut faire tomber \u00e0 la fois la pomme et la Lune vers le centre de la Terre\u00a0? Le pouvoir de la gravit\u00e9, bien s\u00fbr. Celui-ci ne se limite pas \u00e0 une certaine distance de la Terre, mais doit s\u2019\u00e9tendre beaucoup plus loin\u2026 Pourquoi pas aussi loin que l\u2019orbite de la Lune\u00a0? S\u2019il en est ainsi, cela doit influencer son mouvement, et la retenir sur son orbite. Maintenant, comment la gravit\u00e9 se manifeste-t-elle\u00a0? Par une force qui doit agir de la m\u00eame fa\u00e7on sur la pomme et sur la Lune. Oui, mais les temps de chute sont bien diff\u00e9rents\u2026 La force de gravit\u00e9 doit forc\u00e9ment d\u00e9pendre de la distance qui s\u00e9pare le centre de la Terre de la pomme, ou de la Lune \u2026 Calculons… La pomme tombe de quatre-cents pouces en une seconde, Galil\u00e9e l\u2019a \u00e9crit dans son Dialogue. De combien tombe la Lune dans le m\u00eame intervalle de temps\u00a0? Voyons, elle met vingt-neuf jours pour faire un cercle complet autour de la Terre\u2026 J\u2019applique maintenant la r\u00e8gle de Kepler sur la p\u00e9riode de r\u00e9volution, qui se trouve en proportion sesquialt\u00e8re de la distance au centre de la Terre, ce qui fait \u2026\u00a0\u00bb\u00a0Newton griffonne quelques calculs, biffe, se reprend, trouve enfin un chiffre. \u00ab\u00a0Voil\u00e0, la Lune tombe \u00e0 peu pr\u00e8s de 0,1 pouce par seconde. Cela fait combien de fois moins que la pomme\u00a0? Quatre-cents divis\u00e9 par 0,10 cela donne quatre mille. Bien s\u00fbr, ceci n\u2019est qu\u2019approximatif, il faudra que je rev\u00e9rifie par la suite. Mais\u2026\u00a0\u00bb Soudain le visage de Newton s\u2019illumine. \u00ab\u00a0 Quatre mille, ce n\u2019est pas loin de trois mille six cents.. Et trois mille six cent, c\u2019est soixante \u00e9lev\u00e9 au carr\u00e9\u2026 Or, justement, la Lune est soixante fois plus \u00e9loign\u00e9e du centre de la Terre que la pomme\u00a0! Cela veut donc dire que la force requise pour maintenir la Lune dans son orbite correspond de tr\u00e8s pr\u00e8s \u00e0 la force de gravit\u00e9 \u00e0 la surface de la Terre\u2026 Et comme la Terre tombe sur le Soleil, cette loi doit \u00eatre vraie aussi pour les plan\u00e8tes qui tournent autour. Donc, les forces qui maintiennent les plan\u00e8tes dans leurs orbites sont r\u00e9ciproquement comme les carr\u00e9s de leurs distances \u00e0 partir du Soleil. Si je double la distance entre deux corps, je divise par quatre la force qui les attire l\u2019un vers l\u2019autre… Cette force est forc\u00e9ment proportionnelle \u00e0 la masse des corps. Et puisqu\u2019elle ne peut \u00eatre que la manifestation de l\u2019omnipr\u00e9sence divine, j\u2019en d\u00e9duis qu\u2019elle s\u2019applique partout, de la m\u00eame fa\u00e7on, dans l\u2019univers. La force d\u2019attraction est universelle\u00a0\u2026 \u00bb<\/em><\/p>\n

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La l\u00e9gende selon laquelle la th\u00e9orie de l\u2019attraction universelle aurait \u00e9t\u00e9 inspir\u00e9e \u00e0 Newton par la chute d\u2019une pomme n\u2019en est pas tout \u00e0 fait une, puisqu\u2019elle est fond\u00e9e sur le r\u00e9cit qu\u2019en fit son m\u00e9decin et confident William Stukeley (le m\u00eame qui, \u00e0 la mort du savant anglais en 1727, aurait dit \u00e0 Voltaire … Continuer la lecture de Le pommier de Newton<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":1040,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[14,5],"tags":[114,112,34,113],"class_list":["post-989","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-histoire-des-sciences-sciences","category-litterature","tag-cambridge","tag-gravitation-universelle","tag-newton","tag-pomme"],"yoast_head":"\nLe 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