L'apesanteur

L'impesanteur n'est pas provoquée par l'éloignement de la Terre ou de tout autre corps céleste attractif : l'accélération due à la gravité à une hauteur de 100 km par exemple n'est que de 3 % moindre qu'à la surface de la Terre. L'impesanteur est ressentie lorsque l'accélération subie égale la gravité, ce qui recouvre aussi le cas où le champ de gravité serait quasiment nul (loin de toute matière).

D'ordinaire ce qui est ressenti comme le poids n'est pas l'attraction exercée par la Terre (ou tout autre astre) sur nous-mêmes, mais la réaction du sol (ou de toute autre surface sur laquelle nous sommes posés) à cette force. Ainsi, l'impesanteur est ressentie par exemple lorsque nous sommes en chute libre, ou sur une orbite libre autour de la Terre (cas des astronautes). Cela est dû à ce que les astronautes et leur habitacle sont très près les uns des autres et tombent tous avec la même accélération (c'est un référentiel d'inertie).

Albert Einstein a postulé l'équivalence totale entre la chute libre et l'absence de gravité : aucune expérience physique, aucune mesure ne peut différencier une situation de chute libre d'une situation d'absence de gravité. C'est le principe d'équivalence à l'origine de le la théorie de la relativité générale. Cette équivalence n'est que locale, pour des objets ponctuels. Dès qu'une objet possède une certaine étendue, des forces de marée qui exercent des contraintes sur l'objet peuvent être mesurées dans un champ gravitationnel non uniforme (typiquement le champ gravitationnel autour d'une planète où les vecteurs force pointent vers le centre de la planète, et sont donc non parallèles). Dans ce cas, on ne peut pas strictement parler d'impesanteur, mais ces forces sont souvent négligeables étant donné la faiblesse des champs gravitationnels et la petitesse des objets devant la source de gravité.

Un astronaute s’entraînant dans la piscine du Laboratoire de flottabilité neutre.

Une situation un peu similaire à l'impesanteur peut être vécue lorsque les effets de la poussée d'Archimède s'opposent à la gravité. Ce type d'équilibre est exploité, par exemple, pour entraîner les astronautes aux manœuvres dans l'espace. Immergés avec leur scaphandre dans une piscine, la poussée d'Archimède les maintient en suspension. Toutefois, contrairement à la pesanteur ou à une accélération, la force d'Archimède n'agit pas sur l'oreille interne, qui contrôle l'équilibre. Les astronautes à l'entraînement dans une piscine continuent donc, notamment, à distinguer le haut du bas, ce qui n'est plus le cas dans l'espace.

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