No. 15

(English version at the end)

Ma formulation de la gravité

La tradition veut que l’on mesure la gravité d’un objet, une planète par exemple, d’après la vitesse qu’un objet en chute libre tombe sur cette planète. La gravité comme telle ne se mesure pas directement, mais par ses effets.

Quant à la gravité de la Terre, tout objet tombe à la vitesse de 9.8 m/s2. Pour calculer votre voyage de Montréal à Vancouver, vous pouvez calculer la distance ou le temps qu’il vous faudra à la vitesse de 100 km/h. Ce sont des mesures de référence acceptables. La distance entre des galaxies se mesure en années-lumière tellement elle est grande.

Plus j’étudie la gravité, mieux je la comprends. Du moins, c’est mon impression. C’est une autre façon d’apprécier notre vaisseau spatial et sa fragilité qui nous préoccupe de plus en plus.

La formule habituelle que l’on utilise pour calculer la force de la gravité ne me satisfait guère. Elle est simple, mais elle me semble incomplète. Je tente de l’améliorer en tenant compte des convictions ou des facteurs suivants. Une formule simple qui ne s’applique pas à toutes les situations n’est pas efficace, si nous voulons avoir une compréhension plus juste de la réalité de l’Univers.

(1) La gravité est une force centralisatrice dont la puissance est supérieure au centre d’un objet qu’à sa périphérie. La diminution est progressive aussi à mesure que l’on s’éloigne de l’objet. La gravité est plus forte au centre de la Terre que sur la Terre.

(2) La force de la gravité d’un objet me semble conditionnée par trois facteurs variables : (a) la densité de l’objet; (b) la nature atomique de l’objet et (c) la taille de l’objet.

(3) La gravité est une force attractive et non répulsive: elle tire, mais ne pousse pas.

(4) La gravité n’est pas unique à un objet sphérique. Donc, le centre magnétique d’un objet ne correspond pas nécessairement au centre géométrique d’un objet. Changer la forme d’un objet ne change pas sa gravité, mais son centre. Si la masse est la même, alors la gravité est la même.

(5) La gravité est cumulative pour un objet. Couper un objet en deux coupe la gravité en deux. En fusionnant deux objets, le résultat de cette fusion est égal aux deux gravités initiales. Chaque objet possède sa gravité inhérente, sa gravité propre à lui.

(6) La gravité inhérente d’un objet ne change pas même si un autre objet le frôle. La Lune attire la Terre, et inversement. Parce que la Lune est proche de la Terre, sa gravité inhérente n’augmente pas pour autant. Sa capacité d’attirer la Terre n’augmente pas parce que la Terre est proche d’elle. La gravité inhérente d’un objet est donc constante, mais varie entre les objets.

(7) La gravité d’un objet n’est pas annulée par la gravité d’un autre objet, nonobstant la différence de taille entre les deux. Sa gravité inhérente n’est pas augmentée non plus, évidemment. Un individu possède une gravité, faible cependant. Le fait qu'il soit sur la Terre dont la gravité est supérieure à la sienne ne lui fait pas perdre cette gravité propre à lui. De même, une planète entourée de lunes ne perd pas de sa gravité inhérente parce qu’elle agit sur plusieurs objets au lieu d’un seul: elle exerce la même gravité sur chacune des lunes.

(8) La gravité diminuant du centre de l’objet jusqu’à loin à l’extérieur de l’objet (à l'infini...), la gravité mesurée à la surface de l’objet ne peut servir à définir une loi de la gravité.

(9) Notre façon de mesurer la gravité à la surface est accommodante, mais arbitraire.

(10) La gravité peut différer selon l’endroit de l’objet. Par exemple, la gravité diffère sur la Terre selon l’endroit. La gravité varie sur la Terre et est supérieure dans le Nord où les gisements de fer sont énormes. Votre poids au Nord est supérieur à celui au niveau de l'Équateur. On voit bien que la nature des éléments et leur densité influencent la force de la gravité.

(11) La taille n’est pas le meilleur indicateur de la force de la gravité. Mais, combinée aux deux autres facteurs, il joue un rôle indispensable pour mesurer la force de la gravité.

(12) En physique, une loi porte sur un mode d’opération (MO), une manière d’agir de la matière. Mais, le MO de la gravité varie selon la matière. Il ne peut y avoir une loi pour chaque nature de matière, chaque MO. Une loi doit exprimer une constante et non une variabilité.

(13) La gravité d’un objet en tant que telle ne se mesure pas : on mesure son effet sur l’objet en question et sur d’autres objets. On mesure la gravité de la Terre et son effet d’attraction sur la Lune.

En physique, une loi est une équation qui définit un mode d’opération (MO) constant. Puisque la gravité est variable, on peut définir le MO de la gravité, mais on ne peut en faire une loi, à mon humble avis. Ce qui me semble constant, c’est la présence incontournable de facteurs impliqués dans l’équation. Ce qui me semble constant, ce sont les facteurs qui entrent en jeu pour générer de la gravité.

L’équation que je propose est la suivante :

G = T x g(Ma x D) 

donc 

G = Tg(MaD)

Terminologie :
G = gravité ou puissance d’attraction
T = Taille de l’objet (planète)
g = vitesse d’accélération d’un objet attiré par la planète
Ma = masse atomique de la nature ou de la matière qui compose la planète
D = Densité de la matière: quantité au centimètre cube, par exemple

La différence de ma formule avec la formule habituelle semble subtile, voire banale. Bien sûr, une planète se compose de matières diverses et en quantité variable, ce qui complique le calcule précis de la gravité. La formule habituelle est utile lorsqu’il s’agit d’une planète à composition homogène, mais pour des astres hétérogènes, la formule habituelle ne donne qu’une estimation vague.

Ma formule introduit deux facteurs significatifs : (1) la nature de la matière et (2) sa densité. On voit bien que si un astre est de petite taille, mais que la matière se compose d’atomes lourds et denses, il peut avoir une gravité considérable, voire énorme nonobstant sa petite taille.

Ma formula for gravity

Traditionally, we measure the gravity of an object, a planet for example, according to the speed that a falling object falls on this planet. Gravity as such is not measured directly, but by its effects.

As for the gravity of the Earth, any object falls at the speed of 9.8 m/s2. To calculate your trip from Montreal to Vancouver, you can calculate the distance or the time you need at a speed of 100 km/h. These are acceptable reference measures. The distance between galaxies is measured in light-years, in order to ease the calculation

The more I study gravity, the better I understand it. At least, that's my impression. This is another way to appreciate our spacecraft and its fragility which concerns us more and more.

The usual formula used to calculate the force of gravity does not satisfy me. It's simple, but it seems incomplete. I try to improve it by considering the following convictions or factors. A simple formula that does not apply to all situations is not effective if we want to have a more accurate understanding of the reality of the Universe.

(1) Gravity is a centralizing force whose power is greater at the center of an object than at its periphery. The decrease is gradual as one moves away from the object. Gravity is stronger in the center of the Earth than on Earth.

(2) The force of the gravity of an object seems to me conditioned by three variable factors: (a) the density of the object; (b) the atomic nature of the object and (c) the size of the object.

(3) Gravity is an attractive and non-repulsive force: it pulls but does not push.

(4) Gravity is not unique to a spherical object. Therefore, the magnetic center of an object does not necessarily correspond to the geometric center of an object. Changing the shape of an object does not change its gravity, but its center. If the mass is the same, then gravity is the same.

5) The gravity is cumulative for an object. Cut an object in two cuts the gravity in two. By merging two objects, the result of this merger is equal to the two initial gravities. Each object has its inherent gravity, its own gravity.

(6) The inherent gravity of an object does not change even if another object is close to it. The Moon attracts the Earth, and vice versa. Because the Moon is close to Earth, its inherent gravity does not increase. Its ability to attract the Earth does not increase because the Earth is close to it. The inherent gravity of an object is therefore constant, but varies between objects.

(7) The gravity of an object is not canceled by the gravity of another object, notwithstanding the difference in size between the two. Its inherent gravity is not increased either, obviously. An individual has a gravity, however weak. The fact that he is on Earth whose gravity is greater than his own does not make him lose that gravity of his own. Likewise, a planet surrounded by moons does not lose its inherent gravity because it acts on several objects instead of one: it exerts the same gravity on each of the moons.

(8) The gravity decreasing from the center of the object to far outside the object (to infinity ...), the gravity measured on the surface of the object can not serve to define a law of gravity.

(9) Our way of measuring gravity on the surface is accommodating, but arbitrary.

(10) Gravity may differ depending on the location of the object. For example, gravity differs on the Earth depending on the location. Gravity varies on Earth and is higher in the North where iron deposits are enormous. Your weight is higher in the North than at the Equator. It is clear that the nature of the elements and their density influence the force of gravity.

(11) Size is not the best indicator of the strength of gravity. But, combined with the other two factors, it plays an indispensable role in measuring the force of gravity.

(12) In physics, a law deals with a mode of operation (MO), a way of acting on matter. But, the MO of gravity varies according to the material. There can not be a law for every kind of matter, every MO. A law must express a constant and not a variability.

(13) The gravity of an object as such cannot be measured: its effect is measured on the object in question and on other objects. We measure the gravity of the Earth and its effect of attraction on the Moon.

In physics, a law is an equation that defines a constant mode of operation (MO). Since gravity is variable, we can define the MO of gravity, but we can not make it a law, in my humble opinion. What seems to me constant is the unavoidable presence of factors involved in the equation. What seems to me constant is the factors that come into play to generate gravity.

The equation I propose is:

G = T x g (Ma x D)

so

G = Tg (MaD)

Terminology:
G = gravity or attraction power
T = Size of the object (planet)
g = speed of acceleration of an object attracted by the planet
Ma = atomic mass of nature or matter that makes up the planet
D = Density of matter: amount per cubic centimeter, for example

The difference of my formula with the usual formula seems subtle, even banal. Of course, a planet is composed of various materials and in variable quantity, which complicates the precise calculation of the gravity. The usual formula is useful when it is a planet with homogeneous composition, but for heterogeneous stars, the usual formula gives only a vague estimate.

My formula introduces two significant factors: (1) the nature of the material and (2) its density. It is clear that if a star is small, but the material is composed of heavy and dense atoms, it can have a considerable gravity, even enormous despite its small size.