On va découvrir la vie exceptionnelle d’Isaac Newton, un scientifique visionnaire qui a profondément marqué l’histoire. Cet article explore les contributions remarquables de Newton en physique et en mathématiques, qui ont révolutionné notre compréhension de l’univers. Découvre les secrets de cet esprit brillant et l’impact durable de ses découvertes scientifiques ! 🔍🌟
| Fiche d'identité | |
|---|---|
| Nom | Isaac Newton |
| Date de naissance | 25 décembre 1642 |
| Lieu de naissance | Woolsthorpe, Lincolnshire, Angleterre |
| Fonction | Physicien, mathématicien, astronome et philosophe |
| Œuvres emblématiques | Principia Mathematica ; Opticks ; Méthode des fluxions et des suites infinies |
| Décès | 20 mars 1727 |
Une période de changements 💫
C’était au XVIIe siècle, une époque où les perruques étaient à la mode et les rois et les reines régnaient en maîtres absolus. Ce siècle était rempli d’une incroyable effervescence intellectuelle, où de brillants esprits se mettaient à l’œuvre pour comprendre le monde qui les entourait.
Une nouvelle époque ⚜
Pendant cette période, l’Europe était en pleine ébullition. Les grandes découvertes géographiques avaient ouvert de nouveaux horizons et de nouvelles idées circulaient à travers le continent. Les scientifiques étaient animés par une soif de connaissances et une curiosité insatiable. C’était une véritable révolution scientifique en marche ! 🔬
Mais c’était également une époque de grands bouleversements politiques et scientifiques. Le monde était secoué par des conflits, des guerres et des révolutions qui influençaient la vie quotidienne de tous. Malgré ces troubles, de nombreux esprits brillants ont émergé et ont apporté leur contribution à la connaissance.
C’est dans ce contexte qu’Isaac Newton a fait ses premiers pas, devenant ainsi l’une des figures les plus influentes de cette révolution scientifique. 👨🔬
L’éveil d’un génie ✨
Isaac Newton est né en 1642, dans le pittoresque Manoir de Woolsthorpe près de Grantham, en Angleterre. L’Angleterre n’avait pas encore adopté le calendrier grégorien, alors la date officielle de naissance d’Isaac Newton est enregistrée le 25 décembre. Oui, le jour de Noël ! 🎄
Mais l’arrivée d’Isaac dans ce monde n’était pas ordinaire. Il est né prématurément, trois mois seulement après le décès de son père. Et les choses ne s’arrêtent pas là ! Malgré ces débuts difficiles, Newton a montré dès son plus jeune âge qu’il était spécial. Ses premières années restent quelque peu mystérieuses, mais Newton lui-même nous a laissé quelques indices sur cette période de sa vie. 🕵️♂️
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Jeunesse 🧒
Sa mère, qui n’avait pas reçu une éducation formelle, s’est remariée avec un pasteur en 1645. Malheureusement, ce nouveau mari ne voulait pas s’occuper d’Isaac et sa mère, dépassée, a pris la décision de le confier à sa famille. C’est ainsi que le jeune Isaac s’est retrouvé séparé d’elle. Certains pensent que cette situation a peut-être expliqué pourquoi Newton n’a jamais choisi de se marier plus tard dans sa vie. 🤷
💖 Fun fact
👉 Dès son plus jeune âge, Isaac était d’une nature délicate. Il préférait jouer avec les filles plutôt que de se mêler aux activités habituelles des garçons. Son oncle, voyant qu’il n’était pas vraiment taillé pour le travail des champs, a décidé de l’envoyer à l’école. Et c’est là que les choses sont devenues intéressantes !
Isaac était un garçon talentueux, à la fois habile de ses mains et doté d’une intelligence remarquable. Mais il avait du mal à s’entendre avec ses camarades de classe. Les relations sociales n’étaient pas toujours faciles pour lui, et cela allait devenir une caractéristique importante de sa vie. Il était différent, unique en son genre ! 😅
Cependant, malgré ces difficultés, Isaac a continué à s’épanouir dans le monde des idées. Son esprit curieux lui a permis de se plonger dans la connaissance, d’explorer les mystères de la nature et de poser des questions qui allaient changer le cours de l’histoire. 💡
Éducation 🎒
L’école primaire de Grantham 🏫
À douze ans, Isaac est envoyé à l’école primaire de Grantham. Au début, il ne prend pas sa scolarité au sérieux, mais tout change après avoir vaincu un camarade plus grand dans une bagarre. Isaac se fixe comme objectif de dominer intellectuellement ses rivaux (et n’a pas changé depuis…) et devient le premier de la classe.
Logé chez le pharmacien Clark, un ami de sa mère, il profite d’une bibliothèque bien fournie pour s’initier à la « philosophie naturelle » (la physique). Le dessin est aussi une de ses passions, et il décore les murs de la maison du pharmacien avec ses œuvres. Après quatre ans à l’école de Grantham, sa mère le rappelle pour lui enseigner les travaux de la ferme et la gestion du domaine.
Fun fact 💖
À l’âge de dix-sept ans, Isaac Newton tombe amoureux d’une camarade de classe, mademoiselle Storey. Leur relation est autorisée, et ils sont même fiancés. Cependant, une condition est posée : Newton doit d’abord terminer ses études avant de se marier. Finalement, le mariage ne se concrétise pas. Isaac Newton restera donc célibataire tout au long de sa vie ! ❤️🩹
Université 🎓
Grâce au soutien de proches bienveillants, Isaac Newton est encouragé à poursuivre ses études malgré les travaux des champs qui lui étaient destinés. Son maître d’école, M. Stokes, prend en charge ses frais scolaires et l’accueille chez lui. Un an plus tard, sa mère accepte qu’il reprenne ses études et Isaac s’inscrit à l’université, prêt à se lancer dans une aventure scientifique extraordinaire ! 🚀
Newton arrive à Cambridge le 4 juin 1661 et s’inscrit dès le lendemain au Trinity College, où il restera lié pendant les quarante années suivantes. En tant qu’étudiant, Newton partage sa chambre avec John Wickins, qui l’aide dans ses expériences scientifiques et dans la rédaction de ses comptes-rendus de recherche. 📃
🎓 Newton commence par préparer sa licence ès arts libéraux, bien que le programme de l’université soit encore ancré dans les humanités médiévales. Cependant, il se passionne pour les auteurs plus modernes, tels que Descartes, Galilée, Boyle, More, Hobbes et Gassendi. Grâce à une bibliothèque riche, Newton a accès aux derniers ouvrages scientifiques, nourrissant ainsi sa soif de connaissances.
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Vers la reconnaissance académique 🧑🎓
Durant son temps à Cambridge, Newton découvre les maths à travers les travaux de Schooten, Descartes, Oughtred et Wallis. En un peu plus d’un an, Newton assimile les fondements de l’analyse mathématique du XVIIe siècle, préparant le terrain pour ses futures découvertes. En 1664, Newton obtient une bourse qui lui garantit quatre années d’études supplémentaires jusqu’à la fin de sa licence ès arts libéraux.
😷 En raison d’une épidémie de peste en 1665, Newton retourne à Woolsthorpe et progresse considérablement en maths, physique et optique. De retour à Cambridge, Newton révolutionne le domaine scientifique avec ses avancées remarquables. En 1667, il obtient le titre de minor fellow, puis celui de major fellow quelques mois plus tard, et en 1668, il devient Master of Arts.
💡 Pour info
📍 Le titre de « minor fellow » est attribué aux chercheurs boursiers qui sont encore en début de carrière.
📍 Le titre de « major fellow » signifie que le chercheur boursier est devenu plus avancé et spécialisé dans son domaine d’étude.
Début de carrière 📝
En 1669, Newton succède à son maître Barrow en devenant le professeur lucasien de mathématiques à Cambridge, une position académique prestigieuse. Le professeur lucasien occupe un rôle clé dans le département de mathématiques de l’université et est responsable de l’enseignement et de la recherche avancée dans ce domaine.
🕯️ En 1675, Newton décide de partager largement ses travaux sur la lumière, ce qui le propulse soudainement sous les projecteurs. Il publie son célèbre ouvrage Opticks en 1704, où il démontre que la lumière est composée d’un spectre de couleurs grâce à l’utilisation d’un prisme. Il développe également sa théorie corpusculaire.
💡 Le savais-tu ?
La théorie corpusculaire postule que la lumière est constituée de petites particules appelées corpuscules. Newton croyait qu’elle se comportait comme un flux de particules minuscules qui pouvaient être émises ou réfléchies par les objets. Cette théorie était en opposition à la théorie ondulatoire qui soutient que la lumière se propage sous forme d’ondes.
👑 Newton se distingue également en défendant les droits de l’université de Cambridge contre le roi Jacques II en 1687, ce qui lui vaut d’être élu membre du parlement britannique en 1689. Pendant son mandat, il joue un rôle actif dans les débats de l’époque.
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Événements clés de sa vie 🔑
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En 1696, Newton démissionne du Collège de Cambridge et devient directeur de la Maison de la Monnaie, grâce au soutien de Charles Montagu, un homme d’État anglais.
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À la Maison de la Monnaie, il lutte contre la contrefaçon de monnaie, faisant emprisonner de nombreux faux-monnayeurs.
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En 1699, Newton est nommé membre du conseil de la Royal Society, une institution scientifique britannique prestigieuse et la plus ancienne société savante au monde, et devient président en 1703.
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En 1705, Newton est anobli par la reine Anne et adopte un blason original.
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Malgré ses succès scientifiques, Newton se consacre à l’étude de la théologie et rédige des textes sur les prophéties bibliques et les religions païennes.
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Contributions de Newton 🎁
Isaac Newton a marqué l’histoire de la science grâce à ses découvertes et théories révolutionnaires. Avec sa théorie de la gravité et ses lois du mouvement, il a éclairé notre compréhension de l’univers et a jeté les bases de la physique moderne. ✨ Il a réussi à percer les mystères de la lumière, des mathématiques et de nombreux autres domaines !
Mécanique 🔧
L’épisode de la pomme 🍎
Tu as sûrement entendu parler du fameux pommier de Newton. Selon une anecdote rapportée par son ami William Stukeley, le physicien aurait eu l’illumination de la gravitation universelle lorsqu’une pomme est tombée sur sa tête. Il se demande pourquoi elle tombe toujours perpendiculairement au sol et réalise que la Terre l’attire de la même manière qu’elle attire la pomme. Cette observation l’amène à formuler ses lois sur la gravitation.
Pourquoi cette pomme tombe-t-elle toujours perpendiculairement au sol, pensa-t-il en lui-même. Pourquoi ne tombe-t-elle pas de côté ou bien vers le haut, mais constamment vers le centre de la Terre ?
La réflexion sur la Lune 🌙
Newton a également réfléchi à l’influence de la gravité sur la Lune. Selon John Conduitt, l’assistant de Newton, ce dernier se demande si la gravité s’étend au-delà de la surface terrestre et peut influencer le mouvement de la Lune. Il entreprend alors des calculs pour déterminer les conséquences d’une telle hypothèse.
🌳 L’anecdote de la pomme est devenue mythique, bien qu’elle soit difficile à vérifier historiquement. Le manoir de Woolsthorpe, où Newton résidait, possède un jeune pommier entouré d’une clôture de protection, prétendument issu d’une repousse de l’arbre original. Les visiteurs aiment bien prendre des photos devant cet arbre symbolique.
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Mécanique céleste 🪐
En 1677, Newton décide de reprendre ses recherches sur la gravitation et ses effets sur les orbites des planètes. Il s’inspire des idées de Galilée et des lois de Kepler sur le mouvement des planètes. Mais bien sûr, il ne travaille pas seul ! Il consulte également ses copains Robert Hooke et John Flamsteed pour avoir leur avis.
Et devine quoi ? En novembre 1684, Newton envoie à son pote Halley un petit traité de neuf pages intitulé De motu corporum in gyrum (traduction : Mouvement des corps en rotation). 📖 Ce bouquin, qui parle de la loi en carré inverse et de la force centripète, contient les prémices des fameuses lois du mouvement de Newton. Tu sais, celles qu’on retrouve dans son œuvre majeure, le Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (ouais, ça fait long à dire !).
👉 Cet ouvrage, aussi appelé Principia pour faire plus court, est publié en entier le 5 juillet 1687. Il est divisé en trois tomes, tout ça grâce à l’aide financière et à l’encouragement d’Edmond Halley. Un vrai pote, celui-là ! 👏
Bon, maintenant, passons aux choses sérieuses. Newton établit dans son travail les trois lois universelles du mouvement. Et attention, ces lois sont tellement puissantes qu’elles n’ont pas changé d’un poil depuis plus de deux siècles ! 😮
Loi 1️⃣
La première loi, c’est le « Principe d’inertie ». Ça dit que si un truc est au repos, il reste au repos, et si un truc bouge, il continue de bouger à la même vitesse et dans la même direction, sauf s’il est influencé par une force.
Loi 2️⃣
La deuxième loi, c’est le « Principe fondamental de la dynamique ». C’est un peu plus compliqué, mais en gros, ça dit que plus un objet est massif, plus il faut lui appliquer de force pour le faire bouger rapidement. C’est comme essayer de pousser un éléphant par rapport à un petit hamster, tu vois ?
Loi 3️⃣
Et enfin, on a le « Principe des actions réciproques », ou comme on l’appelle souvent, la « loi d’action-réaction ». Ça dit que chaque action a une réaction égale et opposée. C’est comme si tu poussais un mur qui te pousse en retour ! 🧱📍
Grâce à ces trois lois du mouvement, Isaac Newton est devenu le « père de la mécanique moderne ». 👨🔬 Il a ouvert la voie à toutes sortes de recherches sur le mouvement, la force et les déformations. On parle de mécanique générale, de génie mécanique, de mécanique automobile, de sports mécaniques, et on en passe ! ⚙️
👉 Il est vrai que depuis le XIXe siècle, les lois de Newton ont été un peu bousculées par le développement de la thermodynamique. Mais ça ne veut pas dire qu’elles sont obsolètes ! Non non, elles font toujours partie des bases essentielles, mais maintenant, elles sont intégrées dans des théories plus générales comme la relativité restreinte, la relativité générale et la mécanique quantique. ⚛️
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Optique 🔎
Découverte du spectre de couleurs 🌈
En janvier 1666, Newton commence à explorer la lumière et sa décomposition. Il utilise un prisme pour faire passer les rayons du Soleil à travers, révélant un spectre de couleurs. Avant, on pensait que la couleur était due au verre du prisme, mais Newton conclut que la couleur est dans la lumière elle-même. 🌞
Les lois de la lumière colorée 🌟
Newton remarque que la lumière colorée conserve ses propriétés même lorsqu’elle est réfléchie, dispersée ou transmise. Peu importe ce qui se passe, la couleur reste la même (la fréquence ne change pas). Il démontre que la décomposition de la lumière blanche est due à l’interaction avec les objets qu’elle traverse, et que celle-ci est en réalité un mélange de toutes les couleurs du spectre visible. 🌈
L’invention du télescope de Newton 🔭
Newton améliore le télescope à réflexion de Gregory en 1671. Il résout le problème de l’aberration chromatique en inventant le télescope à réflexion par miroir concave, appelé le télescope de Newton. Il fabrique ses propres miroirs avec un bronze réfléchissant de haute qualité. Son télescope offre un meilleur agrandissement malgré sa petite taille, et impressionne la Royal Society lors de sa présentation en 1672. 👀
Mathématiques 🧮
Calcul infinitésimal
Newton, aux côtés de Gottfried Wilhelm Leibniz, un autre mathématicien, développe les principes fondamentaux du calcul infinitésimal. Bien que Newton n’ait pas publié sa méthode des « infiniment petits » ou des « fluxions » et les suites infinies avant 1687, Leibniz publie ses travaux en 1684.
📚 Dans son œuvre Principia publiée en 1687, Newton rend hommage à la découverte de Leibniz en reconnaissant qu’il a obtenu les mêmes résultats grâce à une méthode similaire.
Une controverse sur la priorité de l’invention éclate, et la Royal Society proclame que Newton est le véritable découvreur de la méthode.
Formule du binôme et identités
Newton est connu pour sa formule du binôme, qui permet de développer une puissance d’un binôme sous forme d’une somme de termes. Il est le père des identités de Newton, qui sont des relations algébriques permettant de simplifier les expressions polynomiales. Il travaille également sur les courbes cubiques planes, qui sont des polynômes de degré trois à deux variables.
Calcul différentiel et équations diophantiennes
Newton est le premier à utiliser des indices fractionnaires en géométrie analytique pour résoudre les équations diophantiennes. Il applique des méthodes de calcul différentiel pour étudier les variations et les tangentes des courbes, jetant ainsi les bases du calcul différentiel moderne. 🧮
Autres contributions ✨
Newton utilise des logarithmes pour estimer les sommes partielles de séries harmoniques, un résultat précurseur de la célèbre formule d’Euler. Newton a trouvé une formule pour calculer le nombre pi (π).
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Controverses et Conflits 🤼
⚠️ Alerte drama par ici ! Newton et Leibniz se sont chamaillés sur deux sujets : la découverte du calcul infinitésimal (dont on t’a parlé plus haut) et la théorie de la gravitation (comment les planètes dansent autour du soleil). Leibniz ne pouvait pas concevoir un espace vide (Dieu n’aimerait pas ça), tandis que Newton était plutôt du genre « l’espace vide infini existe ».
🤷 Mais voilà, Newton n’était pas seul dans cette bataille ! Ses potes Samuel Clarke et Roger Cotes ont joué un rôle clé dans cette querelle épique. Ils ont décidé de remettre Leibniz et ses potes cartésiens à leur place. Mais ces derniers ont choisi de faire les morts et de ne pas répondre.
La ligne à ne pas dépasser ⛔
La controverse ne se limitait pas à des discussions mathématiques, elle touchait également des sujets sérieux comme la conception de Dieu et la liberté. Newton pensait que la gravité était la preuve que Dieu avait mis son grain de sel dans la création de l’univers (c’est Dieu qui a donné le coup de pouce 🌟).
Newton et la religion ⛪
Newton, ce n’était pas qu’un cerveau scientifique, il était aussi hyper religieux ! 😇 Élevé dans une famille puritaine, il passait plus de temps à étudier la Bible qu’à faire des expériences de science. 📖
📿 Newton croyait en un monde où Dieu est présent partout, mais il n’était pas fan des idées de Leibniz et Spinoza. Il voyait un signe évident du plan divin dans le système solaire. Il trouvait que l’uniformité des planètes était tellement phénoménale que ça devait être le fruit d’un choix intelligent de Dieu. Mais attention, il pensait quand même qu’il fallait des interventions divines de temps en temps pour réparer les petites instabilités du système. 🔧
Un personnage particulier 👱
Newton, c’était un personnage à part entière ! Un génie tourmenté avec une personnalité complexe. Il n’aimait pas trop partager ses travaux et les publiait souvent des années après les avoir terminés. Il préférait être seul et travailler comme un acharné. Il en oubliait même de manger et de dormir (priorités, hein ? 🤷♂️).
Et ses relations avec les autres ? Pas toujours au top ! Il était souvent en désaccord avec Robert Hooke sur la lumière et la gravitation. D’ailleurs, il a attendu que Hooke décède pour publier ses travaux sur l’optique.
👉 Mais Newton avait aussi ses moments de vulnérabilité. La mort de son mentor Isaac Barrow, la perte de ses travaux dans un incendie et des amitiés brisées l’ont beaucoup affecté. Il a même vécu une période dépressive où il a écrit des lettres étranges et a eu des hallucinations (il n’était pas dans son assiette, le pauvre 🥺).
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Influence de Newton ⭐
Newton a inspiré plein d’autres savants dans des domaines différents ! Il est devenu le modèle ultime pour tous les chercheurs, peu importe leur domaine. Son système d’intelligibilité était tellement inventif qu’il est devenu le prototype de toutes les connaissances abouties. Tout le monde voulait être le « Newton » de sa discipline ! 👨🔬
💭 Adam Smith, économiste et philosophe écossais, connu comme le père de l’économie moderne, était un grand fan de Newton. Dans sa « Théorie des sentiments moraux », il compare la sympathie à la gravitation. Adam Smith a même écrit une histoire de l’astronomie qui aide à comprendre son cadre de pensée. Il avait Newton dans la peau ! 😍📚
💭 Jeremy Bentham, philosophe et juriste britannique, fondateur de l’utilitarisme, s’est inspiré de Newton pour sa théorie. C’est un peu comme s’il avait essayé d’appliquer le newtonianisme à la politique et à la morale. Les principes d’association et d’utilité prenaient le rôle de l’attraction universelle chez Newton. Tout un programme ! 💡
💭 Même D’Alembert, dans son Discours préliminaire à l’Encyclopédie, est inspiré par Newton. Il dit que grâce à lui, la philosophie (et la science) a appris à être sage, à se contenir dans des limites raisonnables. Ça a même influencé l’Encyclopédie, qui a dû accepter que la connaissance soit incomplète et que l’esprit humain ne puisse pas tout ordonner.
💭 En France, la réception de la théorie de la gravitation de Newton a été lente. Les cartésiens, qui croyaient en la théorie des tourbillons de Descartes, ont mis du temps à se convertir. Mais avec la parution de l’Encyclopédie, la théorie de Newton a fini par s’imposer !👏🇫🇷
Malheureusement, sa santé se détériore au fil des ans, mais il continue à travailler jusqu’à sa mort en 1727 à l’âge de 84 ans.
Newton dans la culture populaire ✨
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Newton est un personnage dans la pièce de théâtre Les Physiciens de Friedrich Dürrenmatt.
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Dans la bande dessinée Rubrique-à-brac de Gotlib, Newton est souvent victime de gags où des objets ou animaux lui tombent dessus en référence à la légende de la pomme.
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Newton apparaît dans le film L’Histoire de l’humanité d’Irwin Allen avec Hedy Lamarr.
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Dans l’anime Vision d’Escaflowne, Newton, nommé Isaac, est transporté dans un autre monde et apporte ses connaissances scientifiques pour développer une nation.
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Dans la série Star Trek : La Nouvelle Génération, le personnage Data joue au poker avec Newton, Albert Einstein et Stephen Hawking dans l’holodeck.
Isaac Newton nous rappelle que la curiosité et la persévérance peuvent conduire à des découvertes révolutionnaires ! Si tu aspires à devenir le prochain Newton, souviens-toi que tu peux prendre un prof particulier de physique et de mathématiques en ligne. Qui sait, peut-être que la prochaine pomme tombera sur toi ! 😉
FAQ ✅
Quelles sont les trois lois de Newton ?
Les trois lois de Newton sont : la loi de l’inertie, la loi de la force et de l’accélération, et la loi de l’action-réaction. Elles définissent les relations fondamentales de la dynamique en physique
Quelle relation mathématique met en place Newton ?
Newton a établi les fondements du calcul différentiel et intégral. Sa notation, utilisant des “points”, est encore utilisée aujourd’hui pour dénoter la dérivation.
Qui a inventé le calcul intégral ?
Le calcul intégral a été co-inventé par Isaac Newton et Gottfried Wilhelm Leibniz. Bien qu’il y ait eu une controverse sur la priorité, les deux ont développé leurs idées indépendamment.
Quelle est la théorie de Isaac Newton ?
La théorie la plus célèbre de Newton est la loi de la gravitation universelle. Elle décrit l’attraction gravitationnelle entre deux masses.
