Isaac Newton - qui a vécu du 25 décembre 1642 au 20 mars 1727 - était un scientifique, mathématicien et «philosophe naturel» anglais. À son époque, il a joué un rôle essentiel dans la révolution scientifique, contribuant à faire progresser les domaines de la physique, de l'astronomie, des mathématiques et des sciences naturelles. À partir de cela, il a établi un héritage qui dominera les sciences au cours des trois prochains siècles.
En fait, le terme «newtonien» a été utilisé par les générations suivantes pour décrire des ensembles de connaissances qui devaient leur existence à ses théories. Et en raison de ses nombreuses contributions, Sir Isaac Newton est considéré comme l'un des chercheurs les plus influents de l'histoire des sciences. Mais qu'a-t-il découvert exactement?
Les trois lois du mouvement de Newton:
Pour commencer, son magnum opus - Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica («Principes mathématiques de la philosophie naturelle»), qui a été publié pour la première fois en 1687, a jeté les bases de la mécanique classique. Dans ce document, il a formulé ses trois lois du mouvement, qui étaient dérivées des lois de Johann Kepler sur le mouvement planétaire et de sa propre description mathématique de la gravité.
La première loi, connue sous le nom de «loi d'inertie», stipule que: «Un objet au repos restera au repos à moins qu'il ne soit soumis à une force déséquilibrée. Un objet en mouvement continue de se déplacer à la même vitesse et dans la même direction, sauf s'il est soumis à une force non équilibrée. » La deuxième loi stipule que l'accélération est produite lorsqu'une force agit sur une masse - ergo, plus la masse de l'objet est grande, plus la force requise pour l'accélérer est grande. La troisième et dernière loi stipule que «pour chaque action, il y a une réaction égale mais opposée».
Gravitation universelle:
Il a également formulé sa loi de la gravitation universelle dans le Principia, qui indique que chaque masse ponctuelle attire chaque autre masse ponctuelle par une force pointant le long de la ligne coupant les deux points. Selon ses calculs, cette force est proportionnelle au produit des deux masses et inversement proportionnelle au carré de la distance entre elles. La formule de cette théorie peut être exprimée comme suit:
Newton continuerait à utiliser ces principes pour rendre compte des trajectoires des comètes, des marées, de la précession des équinoxes et d'autres phénomènes astrophysiques. Cela a effectivement dissipé les derniers doutes sur la validité du modèle héliocentrique du cosmos, selon lequel le Soleil (et non la Terre) était au centre du système planétaire. Son travail a également démontré que le mouvement des objets sur Terre et des corps célestes pouvait être décrit par les mêmes principes.
Bien que l'inspiration de Newton pour ses théories sur la gravité soit souvent attribuée à «l'incident d'Apple» - c'est-à-dire où il a vu une pomme tomber d'un arbre - l'histoire est considérée comme apocryphe par des sources modernes qui affirment qu'il est parvenu à ses conclusions au fil du temps. Cependant, Newton lui-même a décrit l'incident, et les contemporains de sa défense défendent cette affirmation.
Forme de la Terre:
D'autres contributions incluent sa prédiction selon laquelle la Terre aurait probablement la forme d'un «sphéroïde oblat» - c'est-à-dire une sphère qui a connu un aplatissement aux pôles. Cette théorie serait plus tard confirmée par les mesures de Maupertuis, La Condamine et autres. Cela a à son tour aidé à convaincre la plupart des scientifiques d'Europe continentale de la supériorité de la mécanique newtonienne sur le système antérieur de Descartes.
En termes de mathématiques, il a contribué à l'étude des séries de puissances, généralisé le théorème binomial aux exposants non entiers, développé la méthode de Newton pour approximer les racines d'une fonction et classé la plupart des courbes planes cubiques. Il partage également le crédit avec Gottfried Leibniz pour le développement du calcul.
Ces découvertes ont représenté un énorme bond en avant pour les domaines des mathématiques, de la physique et de l'astronomie, permettant des calculs qui modélisent plus précisément que jamais le comportement de l'univers.
Optique:
En 1666, Newton a commencé à contribuer au domaine de l'optique, d'abord en observant que la couleur était une propriété de la lumière en la mesurant à travers un prisme. De 1670 à 1672, il enseigne l'optique à l'Université de Cambridge et étudie la réfraction de la lumière, démontrant que le spectre multicolore produit par un prisme peut être recomposé en lumière blanche par une lentille et un second prisme.
À la suite de ses recherches, il est venu à théoriser que la couleur est le résultat d’objets interagissant avec la lumière déjà colorée plutôt que des objets générant la couleur eux-mêmes, ce qui est connu comme la théorie de la couleur de Newton.
De plus, il a conclu que la lentille de tout télescope réfringent souffrirait de la dispersion de la lumière dans les couleurs (aberration chromatique). Pour prouver le concept, il a construit un télescope utilisant un miroir comme objectif pour contourner ce problème. Ce fut le premier télescope réfléchissant fonctionnel connu, dont la conception est maintenant connue sous le nom de télescope newtonien.
Autres accomplissements:
Il a également formulé une loi empirique du refroidissement, étudié la vitesse du son et introduit la notion de fluide newtonien. Ce terme est utilisé pour décrire tout fluide où les contraintes visqueuses résultant de son écoulement, en tout point, sont linéairement proportionnelles au taux de variation de sa déformation dans le temps.
Au-delà de ses travaux en mathématiques, en optique et en physique, il a également consacré beaucoup de temps à étudier la chronologie biblique et l'alchimie, mais la plupart de ses travaux dans ces domaines sont restés inédits longtemps après sa mort.
Qu'a donc découvert Isaac Newton? Théories qui domineraient les domaines de la science, de l'astronomie, de la physique et du monde naturel pour les siècles à venir. Ses idées continueront d'influencer des sommités telles que Joseph-Louis Lagrange et Albert Einstein, ce dernier étant les seuls scientifiques censés avoir laissé un héritage comparable.
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Il existe d'autres ressources sur Internet si vous souhaitez en savoir plus sur Isaac Newton. Ce site britannique contient de très bonnes informations sur ses découvertes. Vous pouvez également consulter le site Web de PBS.
Vous pouvez également consulter Astronomy Cast. Épisode 44 La théorie de la relativité d'Einstein est particulièrement intéressante.
Sources:
- NASA - Newton
- Wikipédia - Isaac Newton
- INI - La vie d'Isaac Newton
