Une force gravitationnelle, dans les termes les plus simples, est la force d’attraction entre deux corps séparés. La gravité est liée à la masse : plus la masse d’un objet est grande, plus la force gravitationnelle qu’il exerce sur les autres objets est grande. C’est l’une des forces essentielles qui expliquent la structure de l’univers. Bien qu’il s’agisse de l’une des forces cosmiques les plus facilement observables, les principes de la gravité ne sont toujours pas entièrement compris par la science moderne.
La gravité est communément associée à Sir Isaac Newton, le scientifique anglais du XVIIe siècle, mais les scientifiques étudiaient la gravité depuis des siècles avant Newton. Galilée, quelques décennies plus tôt, avait démontré que les objets tombent à la même vitesse, quel que soit leur poids. La chute d’une pomme a inspiré Newton à étudier la force gravitationnelle, bien que la pomme n’ait pas réellement touché sa tête et apporté une compréhension instantanée ; il a passé plus de 17 ans sur le sujet. Il a réalisé que la force gravitationnelle maintenait également la lune en orbite autour de la Terre et a pu le prouver en utilisant l’orbite de la lune pour vérifier ses calculs.
Newton réalisa les mêmes principes appliqués à tous les objets partout dans l’espace ; sa théorie est devenue connue sous le nom de loi de la gravitation universelle. Il a admis librement, cependant, qu’il ne comprenait pas comment la force gravitationnelle est transmise d’un objet à un autre, apparemment instantanément, sur de vastes distances. Malgré ce défaut, la loi de Newton est devenue un principe scientifique établi pour les trois siècles suivants. Cela a été prouvé à maintes reprises en prédisant, par exemple, l’emplacement de planètes qui n’avaient pas encore été découvertes.
La loi de Newton, bien que correcte dans la plupart des applications générales, contenait des incohérences mineures qui sont devenues évidentes à mesure que la science progressait de plus en plus précise. Einstein, travaillant au début du 20e siècle, a finalement expliqué ces inexactitudes avec sa théorie de la relativité générale. Selon la relativité, le mouvement des corps à travers l’espace est régi par l’effet de ces corps sur le tissu de l’espace-temps lui-même. La loi de Newton est toujours utilisée par les scientifiques, car elle est plus facile à calculer et est correcte pour des questions pratiques telles que la force dont une fusée a besoin pour quitter l’atmosphère terrestre.
Même Einstein n’a pas complètement expliqué la force gravitationnelle. Dans les temps modernes, il est entendu que la gravité est l’une des quatre forces fondamentales qui unissent l’univers, avec l’électromagnétisme et les forces nucléaires faibles et fortes. Les trois derniers ont été prouvés par la découverte des particules subatomiques qui transmettent ces forces à distance. Une particule similaire pour la gravité, le soi-disant graviton, est restée insaisissable à partir de 2010. D’autres principes de la force gravitationnelle restent également inexpliqués par la physique moderne.