On a l'habitude, en physique, de ne considérer que deux types de mouvements : soit ils sont de vitesse uniforme, soit ils sont uniformément accélérés. Pourtant, nous savons fort bien que ce ne sont pas les seuls.
À lire également
Aux mouvements accélérés, il y a forcément des mouvements décélérés. Lors d'un choc, par exemple, un mobile subit une brusque décélération. Une balle de tennis tombant d'une certaine hauteur et atteignant le sol qui serait une surface de béton va rebondir plusieurs fois et, par le fait même, décrire une série de mouvements où accélération et décélération se succèdent. La question est la suivante : y a-t-il un lien entre les mouvements dont la vitesse diminue et le principe d'équivalence? Imaginons qu'un train se déplaçant à grande vitesse freine brusquement, aussitôt les passagers seront projetés vers l'avant dans un mouvement accéléré. Cet effet est localement identique à une force de gravité, nous dit le principe d'équivalence. L'astronautique nous offre un autre exemple, beaucoup plus contre-intuitif celui-là, où la décélération produit l'effet inverse. Si un vaisseau spatial en orbite autour de la Terre réduit sa vitesse (par exemple en utilisant des rétrofusées), il va accélérer en se rapprochant de la planète. La force de gravité devient supérieure à la force centrifuge, et le vaisseau commence à descendre vers une orbite plus basse. En descendant, le vaisseau perd de l'énergie potentielle gravitationnelle, qui se convertit en énergie cinétique. Par conséquent, il accélère au fur et à mesure qu'il se rapproche de la Terre. Là encore, nulle contradiction avec la relativité générale.
Il existe toutefois un autre type de mouvement qu'on ne peut ignorer. Le mouvement non uniformément accéléré. Imaginons cette fois une fusée avec plusieurs moteurs comme on en trouve maintenant sur les fusées à plusieurs étages. Ceux du premier étage fournissent la poussée initiale avec une première accélération. Les étages successifs se séparent ensuite à leur tour. Leurs moteurs fournissent l'un après l'autre une nouvelle accélération. Une accélération qui n'est pas la même à chacune de ces étapes. C'est l'exemple même d'un mouvement accéléré non uniforme. Un exemple naturel nous en est donné par la chute d'un corps. Il nous faut imaginer que ce mouvement vient de suffisamment loin. Dans la portion de son voyage de retour vers la Terre après avoir délaisser la Lune, la capsule Orion aurait effectué la plus grande partie de ce trajet, ses moteurs éteints, en chute libre vers notre planète. Elle aurait, de ce fait, subi une accélération qui, au départ, était faible et dont la valeur aurait constamment augmenté. En d'autres mots, la vitesse de la capsule aurait augmenté de plus en plus rapidement. Dans ce cas-ci, le principe d'équivalence s'applique toujours, mais la localité doit prendre en compte non plus seulement l'espace, mais aussi le temps : si l'accélération change, l'équivalence avec la gravité reste valable uniquement pour un intervalle de temps très court et une zone très petite, là où le champ de gravité peut être considéré comme constant.
Abonnez-vous à notre infolettre!
Pour ne rien rater de l'actualité scientifique et tout savoir sur nos efforts pour lutter contre les fausses nouvelles et la désinformation!
Finalement, ces différents types de mouvements s'accordent avec la relativité générale et son principe d'équivalence. C'est une donnée dont il nous faut tenir compte si on veut espérer étendre ce principe à tous les mouvements qu'on rencontre, y compris tous ceux du monde vivant. Dans un prochain article, je tâcherai de présenter la gravité sous un éclairage légèrement différent.





