Physique, Vidéo : Emmanuel Trélat - De la pomme de Newton aux courants de gravité : un ticket gratuit vers les étoiles ?

Conférencier : Emmanuel Trélat, Professeur à Sorbonne Université (Paris 6) et directeur du laboratoire Jacques-Louis Lions.

Que de temps passé entre la fameuse histoire de la pomme de Newton et les projets de missions spatiales ! Isaac Newton publie en 1687 une œuvre majeure dans l’histoire des sciences qui fonde la mécanique classique, notamment la théorie de la gravitation universelle, et jette les bases du calcul infinitésimal. Un siècle plus tard, Lagrange découvre que les équations dynamiques de Newton dans le problème des trois corps restreints possèdent cinq points d’équilibre : les points de Lagrange. Des travaux de Lyapunov, de Poincaré et des théories mathématiques récentes montrent que le champ gravitationnel newtonien possède autour de ces points des propriétés remarquables permettant d’envisager des missions spatiales quasi-gratuites en termes de consommation, non seulement vers la Lune mais aussi vers d’autres planètes. La pomme de Newton était-elle un ticket gratuit vers les étoiles ?

Cette conférence est présentée en partenariat avec la Société Mathématique de France.

Dans le cadre de la conférence intitulée "De la pomme de Newton aux courants de gravité : un ticket gratuit vers les étoiles ?", Emmanuel Trélat, éminent Professeur à la Sorbonne Université, explore comment, environ 350 ans après que Newton a découvert la gravitation universelle, nous utilisons les lois de Newton pour concevoir des missions spatiales économiques en termes de consommation de carburant. Emmanuel Trélat décrit d'abord la contribution fondamentale de Newton à la physique et aux mathématiques à travers son œuvre "Principia Mathematica", publiée en 1687, qui jette les bases de la mécanique classique et formule clairement la théorie de la gravitation universelle.

Newton, né en 1642 ou début 1643 en Angleterre, s'est intéressé dès son plus jeune âge à la science, grâce à l'encouragement de son oncle. Pendant la peste de 1665-1666, Newton a réalisé d'importantes découvertes en optique, en mathématiques (notamment le calcul infinitésimal) et en mécanique classique. La légende de la pomme tombant d'un arbre lui aurait inspiré la loi de la gravitation universelle. La conférence poursuit en expliquant comment Newton a formé sa théorie de la gravitation universelle, en utilisant des observations et des expériences pour valider ses hypothèses. Il a confronté ses idées avec l'observation de la lune et a ajusté sa théorie grâce à des mesures plus précises du rayon terrestre fournies par le français Picard.

Emmanuel Trélat souligne également la rivalité entre Newton et Leibniz concernant l'invention du calcul différentiel, une dispute qui a isolé la communauté mathématique anglaise de l'Europe continentale pendant presque un siècle. Malgré cela, la publication des "Principia" a marqué le début de la mathématisation de la physique. La conférence aborde ensuite l'utilisation contemporaine des lois de Newton pour la planification de missions spatiales économiques, notamment par l'exploitation des points de Lagrange et des "couloirs de gravité". Ces techniques permettent de concevoir des trajets qui minimisent la consommation de carburant après avoir quitté l'attraction terrestre.

La conférence se conclut en montrant comment les découvertes de Newton continuent d'influencer profondément notre compréhension et notre exploration de l'espace, permettant des voyages spatiaux "gratuits" ou du moins très économiques en termes de carburant, ouvrant ainsi la voie à de futures missions interplanétaires.

Une action soutenue par la Région Normandie.