Mașina lumii

Mai mult decât oricare dintre descoperirile lui Newton sau, poate, decât oricare dintre descoperirile făcute vreodată, legea atracției universale a uimit o lume întreagă. Incontestabila ei valabilitate a fost dovedită prin nenumărate experiențe, stârnind admirația și respectul lumii întregi. De atunci, după cum a spus Laue, „știința naturii a devenit o mare putere spirituală, pe care nicio altă putere nu o poate ignora nepedepsit”.

„În natură există o infinitate de lucruri care trebuie cunoscute așa cum sunt”. Această părere, exprimată de Francis Bacon, se potrivește foarte bine și modului de a gândi al lui Newton. Interesându-l lumea înconjurătoare, reală, Newton nu a încercat niciodată să uimească prin teorii strălucitoare bazate pe idei care „nimănui nu i-ar fi trecut prin minte”. Dimpotrivă, teoriile lui Newton au drept punct de plecare totdeauna natura, astfel că, în linii generale, ele pot fi înțelese de orice om cu judecată, chiar fără o pregătire științifică deosebită. De altfel, această constatare se potrivește la toți marii cercetători ai naturii.

Urmărind fenomenele naturii, efectuând experiențe ingenioase pentru a stabili o ierarhie în noianul de condiții care însoțesc desfășurarea fenomenelor și a găsi esențialul în această desfășurare, Newton a formulat axiome sau legi, denumite de el principii. Ele exprimau  proprietățile observate ale lumii obiective, deosebindu-se de ceea ce se numea de obicei o ipoteză, născută din fantezia unor gânditori, eventual, iluștri.

„Dacă cineva face presupuneri asupra adevărurilor lucrurilor numai din posibilitatea pură a ipotezelor, nu văd cum poate fi vreun lucru determinat în mod sigur în vreo știință; fiindcă totdeauna este posibil să imaginăm ipoteze, una după alta, care să fie abundente în noi tribulații”, spunea Newton. Expresia hypothesis non fingo (nu imaginez ipoteze) a devenit aproape atât de celebră ca și e pur si muove ! (și totuși se mișcă ), care aparține mai degrabă legendei decât bătrânului Galilei.

În prefața cărții sale celebre Principiile matematice ale filozofiei naturale, Newton declară ca în ultima parte, denumită Despre sistemul lumii, va exemplifica valabilitatea metodei sale de lucru, în care punctul de plecare îl constituie principiile. „Cu ajutorul propozițiilor matematice demonstrate în cărțile precedente se deduc forțele gravitației după care corpurile tind spre Soare și spre diverse planete. Apoi din aceste forțe, iarăși prin propoziții matematice, se deduc legile mișcării planetelor, cometelor, ale Lunii și mării”.

Trebuie să recunoaștem că până în prezent nicio teorie nu a fost ilustrată printr-un exemplu mai grandios !

Printr-un efort matematic suprem, Newton a reușit să rezolve problema inversă a mecanicii cerești, adică a reușit să stabilească forțele care obligă corpurile să se miște pe anumite traiectorii cunoscute. El a plecat de la legile mișcarii planetelor stabilite de Kepler și a obținut expresia forței cu care sunt atrase de către Soare. Apoi a considerat că planetele se atrag între ele în conformitate cu aceeași lege și a explicat abaterile observate față de mișcarea eliptică a acestora.

Zeci de ani astronomii au aplicat legea lui Newton și metoda de calcul al perturbațiilor, pentru a explica mișcările mai mult sau mai puțin ordonate ale diferitelor corpuri cerești. Concordanța dintre rezultatele calculelor și ale măsurătorilor a întrecut toate așteptările. Cele mai celebre rezultate ulterioare acelora obținute chiar de Newton sunt pare-se, prezicerea confirmată pe deplin a reîntoarcerii cometei lui Hally și descoperirea planetei Neptun.

Expresia matematica a legii atracției universale este cunoscută, probabil de toți cititorii. Notând cu m și M masele a două corpuri și cu r distanța dintre ele, forța de atracție reciprocă dintre aceste corpuri se scrie ca în figura alăturată. G este o constantă de proporționalitate dedusă din niște experiențe foarte precise efectuate de Cavendish cu circa un secol după descoperirea legii. Valoarea ei explică de ce forțele  gravitaționale nu se manifestă în mod observabil între obiectele cu care avem de-a face zilnic, ci doar în cazul obiectelor foarte mari. Legea exprimă forța de interacțiune dintre două corpuri punctiforme, astfel distanța r nu are sens bine stabilit. Totuși, legea ea se aplică foarte bine, chiar sub această formă, în domeniul astronomiei, fiindcă față de distanțele mari dintre ele, corpurile cerești pot fi considerate drept puncte materiale.

SURSĂ: Toma Vescan, Lumina, gravitația și relativitatea