Des croquis montrent que De Vinci avait saisi un aspect clé de la gravité bien avant Einstein

Des scientifiques américains ont découvert que Léonard de Vinci, ayant vécu de 1452 à 1519, avait imaginé des expériences visant à démontrer que la gravité était une forme d’accélération, et modélisé la constante gravitationnelle avec une précision d’environ 97 %.

« Equatione di Moti »

Représentant des triangles produits par des particules semblables à du sable se déversant d’un bocal, les croquis en question avaient été initialement repérés par l’ingénieur de Caltech Mory Gharib alors qu’il étudiait le Codex Arundel, ensemble de documents écrits par Léonard de Vinci. Une analyse approfondie a montré que le savant italien explorait la nature de la gravité et de l’accélération et que les formes géométriques illustraient le lien entre ces deux notions fondamentales de la physique.

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Pour parvenir à ces conclusions, Gharib et ses collègues ont recréé une version moderne de l’expérience de De Vinci, en se basant sur les traductions de ses notes, écrites en « miroir » (se lisant de droite à gauche). « Les termes ‘Equatione di Moti’ sur l’hypoténuse de l’un de ses triangles dessinés, qui était rectangle isocèle, ont immédiatement attiré mon attention », souligne le chercheur et auteur principal de la nouvelle étude, publiée dans la revue Leonardo.

L’expérience décrite par le polymathe italien impliquait un pichet d’eau suivant une trajectoire rectiligne parallèle au sol, en déversant de l’eau ou un matériau granulaire en cours de route. Selon l’équipe de Caltech, ces notes montent clairement que De Vinci était conscient que ces derniers ne tomberaient pas à une vitesse constante, mais auraient tendance à accélérer, et également que le matériau, n’étant plus influencé par son lanceur (le pichet), cesserait d’accélérer horizontalement.

Lorsque le lanceur se déplace à vitesse constante, la ligne créée par la chute de matière est verticale, donc aucun triangle ne se forme. Mais s’il accélère à un rythme constant, la ligne dessinera une telle figure géométrique. Comme l’a souligné De Vinci, si le mouvement du lanceur est accéléré au même rythme que la gravité accélère le matériau qui tombe, cela crée un triangle équilatéral (voir gif ci-dessus).

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Une compréhension fondamentalement correcte

De Vinci essayait clairement de décrire mathématiquement cette accélération, mais n’a pas vraiment atteint son but, probablement en raison de l’absence d’outils permettant des mesures précises. Pour approfondir le processus de De Vinci, les chercheurs ont utilisé la modélisation informatique pour réaliser son expérience. Cela a permis de prouver qu’il avait commis une erreur, même si sa compréhension était fondamentalement correcte.

« Nous ignorons si De Vinci a fait d’autres expériences ou a approfondi cette question, mais le fait qu’il s’attaque à ce problème de cette manière au début du XVIe siècle illustre à quel point il était en avance sur son temps », estime Chris Roh, co-auteur de l’étude.

Il a fallu attendre 1604 pour que Galilée théorise que la distance parcourue par un objet en chute libre était proportionnelle au carré du temps écoulé, et la fin du XVIIe siècle pour qu’Isaac Newton approfondisse le concept et élabore sa célèbre loi de gravitation universelle.

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