Y a-t-il vraiment de la gravité dans l’espace ?

 

La vidéo de debunking présentée sur notre site s’attaque à un mythe persistant : l’idée qu’il n’y aurait pas de gravité dans l’espace. En réalité, la gravité est la force fondamentale qui structure l’Univers, des marées terrestres aux trajectoires des galaxies. Si les astronautes flottent, ce n’est pas par absence de force, mais grâce à un état physique particulier : la chute libre permanente.

L’un des points clés est de comprendre que l’ISS (Station Spatiale Internationale) et ses occupants tombent en permanence vers la Terre. Pour rester en orbite à environ 400 km d’altitude, la station doit maintenir une vitesse tangentielle constante d’environ 28 000 km/h. À cette altitude, la gravité terrestre est encore présente à environ 90 %. La station est donc soumise à la force de gravitation :

Où MTM_TMT​ est la masse de la Terre, mmm la masse de l’objet, et rrr la distance au centre de la Terre. La station « tombe » vers le sol, mais sa vitesse est telle que la courbure de sa trajectoire correspond exactement à la courbure de la Terre. Elle « rate » donc le sol à chaque instant.

Le script mentionne que la gravité du Soleil retient la Terre à 150 millions de kilomètres. En regardant l’équation précédente, on observe que la portée de la force gravitationnelle est théoriquement infinie. Sans cette force, l’Univers ne serait qu’un nuage de gaz diffus sans étoiles ni planètes. Il n’existe aucun endroit dans l’univers où la gravité est strictement nulle.

Poids apparent vs impesanteur

Le terme scientifique exact pour décrire ce que ressent un astronaute est l’« impesanteur » (ou microgravité). Comme évoqué dans le script, imaginez un ascenseur dont les câbles seraient rompus. Si vous sautez à l’intérieur, vous et l’ascenseur tombez avec la même accélération (g). Pour un observateur à l’intérieur, vous semblez flotter car aucune force de réaction ne s’exerce sous vos pieds.

C’est ce même principe qui est utilisé lors des vols paraboliques en avion « Zéro-G ». L’avion suit une trajectoire appelée parabole où il est en chute libre, permettant aux passagers de ne plus ressentir leur poids pendant environ 22 secondes.

Il est fréquent de confondre poids et masse dans le langage courant, alors que leurs natures physiques diffèrent fondamentalement :

— La masse (m) : elle représente la quantité de matière contenue dans un corps. Elle est intrinsèque à l’objet et demeure constante quel que soit l’endroit où l’on se trouve dans l’Univers.
— Le poids (P⃗\vec{P}P) : c’est la force d’attraction gravitationnelle exercée sur une masse, définie par la relation vectorielle P⃗=m⋅g⃗\vec{P} = m \cdot \vec{g}P=m⋅g​.

Bien que la gravité soit omniprésente dans l’espace, le poids n’est « ressenti » physiquement que lorsqu’un support (comme le sol terrestre) s’oppose à cette force. Dans l’ISS, puisque le vaisseau et l’astronaute tombent ensemble à la même vitesse, ce support disparaît. Le poids ne s’annule pas, mais en l’absence de réaction du support, il ne peut plus être perçu : c’est l’état d’impesanteur.

Et pour aller plus loin dans la découverte de la gravité :

Explorez un simulateur interactif pour créer votre propre système solaire,

Vidéos et médias numériques

— E-penser (YouTube) : Pourquoi les astronautes flottent-ils ? — Une vulgarisation indispensable sur la chute libre et l’ascenseur d’Einstein.
— CNES : Dossier impesanteur — Une ressource institutionnelle qui détaille les expériences réalisées en vol parabolique (Air Zero G).
—CEA : Découvrez une vidéo du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives pour comprendre les bases de la gravitation,

Ouvrages de référence

— Richard Feynman, Le cours de physique (Mécanique 1) — Pour les étudiants en licence souhaitant approfondir les calculs de vecteurs de force.

Et plongez dans L’Univers à portée de main de Christophe Galfard, un livre qui explique l’Univers à travers des expériences de pensée accessibles à tous.