L'origine de Pesanteur

Une découverte de Newton

La gravitation universelle est une loi générale de la nature, découverte par le grand Newton, en vertu de laquelle tous les corps célestes s'attirent dans l'espace en raison directe des masses et réciproquement au carré des distances, et la pesanteur est un cas particulier de ce théorème fondamental de mécanique ; en un mot, c'est l'attraction que la terre exerce sur tous les corps renfermés dans sa sphère d'activité. Sans la résistance de l'air, deux corps de différente densité descendraient d'un même point avec la même vitesse ; ce serait à très peu près quinze pieds dans une seconde de temps.
La loi de l'accélération des graves est due à Galilée, qui a préparé ainsi de loin la théorie de Newton.

La pesanteur de l'air

Elle a été inconnue très longtemps : Galilée même l'ignorait, Galilée, le père de la physique moderne ! En 1643, Toricelli, son disciple, mécontent d'une réponse que son maître avait donnée aux fonteniers du grand-duc de Toscane, prit un tube de quatre pieds de long, fermé par un bout et ouvert de l'autre ; il le remplit de mercure, et, après avoir mis le doigt sur l'orifice ouvert, il retourna le tube, et le plongea dans le mercure ; il ôta alors son doigt : le mercure descendit de vingt pouces et demi, c'est-à-dire que le fluide s'arrêta à vingt pouces et demi au-dessus du niveau du mercure du vase. Toricelli jugea que la colonne, ainsi suspendue, était soutenue par les colonnes d'air environnantes.
L'explication fut contestée par quelques savants de Rouen, qui soutinrent que ce vide apparent entre la surface supérieure du mercure et le haut du tube était rempli d'esprits évaporés de ce fluide, ce qui soulageait la nature, et lui faisait éviter le vide, son mortel ennemi.
Pascal, l'auteur des Provinciales, aussi grand physicien qu'écrivain ingénieux, entreprit de convaincre les savants de Rouen par leurs propres principes. Ayant fait attacher à un mât deux tubes de verre de quarante pieds de long, il les invita à être témoins de l'expérience : « Vous devez convenir, leur dit-il, qu'il y a plus d'esprits dans le vin que dans l'eau, et que l'expérience de Toricelli faite avec ces deux liqueurs donnera des résultats très différents : le vin laissera en haut du tube un espace plus grand que l'eau. » Apres avoir mis du vin dans l'un, de l'eau dans l'autre, Pascal plongea les deux tubes dans leurs liqueurs respectives : l'eau s'arrêta à trente-un pieds un pouce quatre lignes, le vin à trente-trois pieds trois pouces. On changea les liqueurs d'un tube dans l'autre, sans remarquer de différence dans les hauteurs. Cette expérience, faite en 1646 sur la place de la Verrerie, à Rouen, est ce qui a fait abandonner le système de l'horreur du vide, imaginé par Aristote, et soutenu avec enthousiasme par ceux qui ne l'entendaient pas.
« Mariotte, dit l'auteur des Amusements philologiques, a calculé que la hauteur de l'atmosphère ne va guère qu'à vingt lieues, et que quand l'air serait huit millions de fois plus raréfié que celui qui est près de la terre, l'atmosphère n'irait pas à trente lieues. On infère de la pesanteur de l'air que la terre est autant comprimée par l'air qui l'environne que si elle était partout couverte d'eau à la hauteur de trente-deux pieds. »
Les physiciens ont fait souvent des expériences pour déterminer exactement la pesanteur spécifique de l'air : par exemple, suivant celles de Deluc, le rapport entre les poids de l'air et de l'eau distillée à la température de la glace fondante, sous une pression moyenne de 28 pouces ou de 76 centimètres de mercure, est celui de 1 à 760 ; et ultérieurement M. Biot, par une expérience encore plus précise, a trouvé que ce rapport est celui de 1 à 770,5.
L'effet de la pression de l'air par rapport à un homme de moyenne grandeur équivaut a un poids de 33 600 livres, environ 16 000 kilogrammes. Tel est, dit le célèbre Haüy, le poids dont étaient chargés les anciens philosophes, qui niaient sérieusement la pesanteur de l'air ; mais ce poids énorme est, comme on le conçoit bien, balancé par la réaction des fluides élastiques que renferme notre corps.