More than six thousand light years from the surface of the earth, a rapidly spinning neutron star called the Black Widow pulsar blasts its companion brown dwarf star with radiation as the two orbit each other every 9 hours. Standing on our own planet, you might think you’re just an observer of this violent ballet. But in fact, both stars are pulling you towards them. And you’re pulling back, connected across trillions of kilometers by gravity.
A plus de six mille années-lumière de la surface de la Terre, une étoile à neutrons en rotation rapide, un pulsar appelé la Veuve Noire, bombarde son étoile naine brune de radiations pendant que les deux orbitent l'une autour de l'autre toutes les 9 heures. Depuis notre propre planète, on pourrait penser n'être qu'un observateur de ce ballet violent. Mais en fait, les deux étoiles vous attirent vers elles. Et vous les attirez aussi, connectés à des milliards de kilomètres par la gravité.
Gravity is the attractive force between two objects with mass— any two objects with mass. Which means that every object in the universe attracts every other object: every star, black hole, human being, smartphone, and atom are all constantly pulling on each other. So why don’t we feel pulled in billions of different directions? Two reasons: mass and distance.
La gravité est la force d'attraction entre deux objets de masse - deux objets ayant une masse. Ce qui signifie que tous les objets de l'univers attirent les autres objets : chaque étoile, trou noir, être humain, smartphone et atome s'attirent constamment les uns les autres. Pourquoi ne se sent-on pas tiré dans des milliards de directions différentes ?
The original equation describing the gravitational force between two objects was written by Isaac Newton in 1687. Scientists’ understanding of gravity has evolved since then, but Newton’s Law of Universal Gravitation is still a good approximation in most situations. It goes like this: the gravitational force between two objects is equal to the mass of one times the mass of the other, multiplied by a very small number called the gravitational constant, and divided by the distance between them, squared. If you doubled the mass of one of the objects, the force between them would double, too. If the distance between them doubled, the force would be one-fourth as strong.
Deux raisons : la masse et la distance. L'équation originale qui décrit la force de gravitation entre deux objets a été écrite par Isaac Newton en 1687. La compréhension de la gravité des scientifiques a évolué depuis lors, mais la loi de la gravitation universelle de Newton est toujours une bonne approximation dans la plupart des situations. Voilà ce qu'elle énonce : la force de gravitation entre deux objets est égale à la masse de l'une multipliée par la masse de l'autre, multipliée par un très petit nombre appelé la constante gravitationnelle, et divisée par la distance entre eux, au carré. Si on doublait la masse de l'un des objets, la force entre eux doublerait aussi. Si on doublait la distance entre eux, la force serait un quart plus forte.
The gravitational force between you and the Earth pulls you towards its center, a force you experience as your weight. Let’s say this force is about 800 Newtons when you’re standing at sea level. If you traveled to the Dead Sea, the force would increase by a tiny fraction of a percent. And if you climbed to the top of Mount Everest, the force would decrease— but again, by a minuscule amount.
La force de gravitation entre vous et la Terre vous attire vers son centre, une force que vous ressentez comme votre poids. Disons que cette force est d’environ 800 Newtons lorsque vous êtes au niveau de la mer. Si vous voyagiez jusqu'à la Mer Morte, la force augmenterait d'une infime fraction d'un pour cent. Et si vous montiez au sommet du Mont Everest, la force diminuerait - mais là encore, d'une quantité infime.
Traveling higher would make a bigger dent in gravity’s influence, but you won’t escape it. Gravity is generated by variations in the curvature of spacetime— the three dimensions of space plus time— which bend around any object that has mass. Gravity from Earth reaches the International Space Station, 400 kilometers above the earth, with almost its original intensity. If the space station was stationary on top of a giant column, you’d still experience ninety percent of the gravitational force there that you do on the ground. Astronauts just experience weightlessness because the space station is constantly falling towards earth. Fortunately, it’s orbiting the planet fast enough that it never hits the ground.
Voyager plus haut aurait un impact plus important sur l’influence de la gravité, mais vous n’y échapperez pas. La gravité est générée par les variations de courbure de l'espace-temps les trois dimensions de l'espace et le temps - qui se plie autour de tout objet qui a une masse. La gravité de la Terre atteint la Station Spatiale Internationale, 400 kilomètres au-dessus de la Terre, avec presque son intensité initiale. Si la station spatiale était immobile au sommet d'une colonne géante, vous ressentirez encore 90% de la force gravitationnelle exercée sur le sol. Les astronautes ressentent l'apesanteur parce que la station spatiale tombe constamment vers la Terre. Heureusement, elle contourne la planète si vite qu'elle ne touche jamais le sol.
By the time you made it to the surface of the moon, around 400,000 kilometers away, Earth’s gravitational pull would be less than 0.03 percent of what you feel on earth. The only gravity you’d be aware of would be the moon’s, which is about one sixth as strong as the earth’s. Travel farther still and Earth’s gravitational pull on you will continue to decrease, but never drop to zero.
Au moment où vous atteindriez la surface de la lune, à environ 400 000 kilomètres, la force gravitationnelle de la Terre serait inférieure à 0,03% de ce que vous ressentez sur la Terre. La seule gravité dont vous auriez conscience serait celle de la lune, qui est environ un sixième de celle de la Terre. Voyagez encore plus loin et la force gravitationnelle de la Terre sur vous continuera à diminuer, mais ne tombera jamais à zéro.
Even safely tethered to the Earth, we’re subject to the faint tug of distant celestial bodies and nearby earthly ones. The Sun exerts a force of about half a Newton on you. If you’re a few meters away from a smartphone, you'll experience a mutual force of a few piconewtons. That’s about the same as the gravitational pull between you and the Andromeda Galaxy, which is 2.5 million light years away but about a trillion times as massive as the sun.
Même attaché en toute sécurité à la Terre, on est soumis au tiraillement des corps célestes lointains et terrestres proches. Le soleil exerce une force d'environ un demi Newton sur vous. Si vous êtes à quelques mètres d’un smartphone, vous éprouverez une force mutuelle de quelques piconewtons. C’est à peu près la même chose que la force gravitationnelle entre vous et la galaxie d'Andromède, qui est à 2,5 millions d'années-lumière mais environ mille milliards de fois plus massive que le soleil.
But when it comes to escaping gravity, there’s a loophole. If all the mass around us is pulling on us all the time, how would Earth’s gravity change if you tunneled deep below the surface, assuming you could do so without being cooked or crushed? If you hollowed out the center of a perfectly spherical Earth— which it isn’t, but let’s just say it were— you’d experience an identical pull from all sides. And you’d be suspended, weightless, only encountering the tiny pulls from other celestial bodies. So you could escape the Earth’s gravity in such a thought experiment— but only by heading straight into it.
Mais quand il s'agit d'échapper à la gravité, il y a une échappatoire. Si toute la masse autour de nous nous attire tout le temps, comment la gravité de la Terre changerait-elle si vous creusiez un tunnel en profondeur, en supposant que vous puissiez le faire sans être cuit ou écrasé ? Si vous évidiez le centre d’une Terre parfaitement sphérique - ce qui n’est pas le cas, mais disons qu'elle l'est - vous ressentiriez une attraction identique de tous les côtés. Et vous seriez suspendu, en apesanteur, ne ressentant que les petites attractions d'autres corps célestes. Vous pourriez échapper en théorie à la gravité terrestre, mais seulement en allant droit dedans.