Mon ouvrage :
Structure et mécanique de l’atome
Est paru aux Editions Bénévent
530 pages, 35€
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Note
proposée par Émile BRAUNTHAL WEISMAN, janvier 2007.
L’inertie1.
Résumé : L’inertie est une propriété intrinsèque, absolue, de la matière. Elle n’est pas, comme le pensaient Newton ou Mach, la conséquence d’une éventuelle relation de la matière à son environnement. Les corps matériels ont de l’inertie parce qu’ils sont composés d’atomes et c’est la mécanique interne des atomes qui en est la cause.
Abstract : Inertia is an absolute,
intrinsic property of matter. It is not, as Newton or Mach thought, a
consequence of an eventual relation of this matter with its environment.
Material bodies have inertia because they are made of atoms and it is the internal mechanics of these
atoms which cause this result.
La mécanique de l’atome proposée Chap. I de notre ouvrage Structure et mécanique de l’atome (Sma) permet de comprendre ce qui, dans l’atome, génère cette propriété :
Les atomes sont composés de systèmes électron proton,
les sep. Nous démontrons (Sma, Ch. I, §-1) que les sep sont les
briques élémentaires de l’atome. L’électron et le proton de chacun de ces sep
tournent sur eux-mêmes autour d’un axe commun[2], c’est le spin de la physique
quantique actuelle. La vitesse de rotation de l’électron autour du proton
dépend du degré d’interaction de ces particules entre-elles et donc du rayon de
l’orbite que décrit le système au cours de chaque pulsation. (Sma, Ch. I, §-6)
La vitesse de spin est une vitesse absolue, indépendante de l’état macroscopique de la matière. Cette vitesse n’est pas une vitesse relative à quelque repère matériel que ce soit. Il s’agit d’une vitesse absolue que nous ne pouvons définir que par rapport à la célérité de la lumière.
Pour tout observateur, quel que soit l’état de mouvement du référentiel dans lequel il opère la mesure, l’expression de cette vitesse sera : v = ca et la vitesse angulaire sera exprimée : w = ca /r. (Il est évident que la célérité de la lumière c et le rayon r du système sont définis réciproquement par une même métrique quel que soit le référentiel dans lequel la mesure est effectuée et quelle que soit l’état de mouvement de ce référentiel.)
Il nous faut préciser que la vitesse à prendre en considération est celle d’un point P situé sur le plan équatorial de l’électron. C’est ce point, et en fait, tous les points situés sur cette ligne de l’équateur de l’électron qui auront la plus grande vitesse linéaire.
Chapitre I, §- 4 de Sma, nous démontrons que a, qui symbolise le
coefficient de structure fine de la physique quantique actuelle, est en fait
un coefficient variable en fonction du degré d’interaction du proton et de
l’électron et qu’il est indexé en fonction du rang de l’orbite[3]
décrite par le sep au cours d’une pulsation complète. Ainsi, la vitesse de spin
s’écrit vi =
cai et la vitesse angulaire devient :
wi = cai /ri.
Ces vitesses sont les vitesses maximum que peuvent avoir les
sep. Ce sont, rappelons-le, des vitesses absolues, qui ne dépendent de rien
d’autre que de l’interaction mutuelle de l’électron et du proton. Si la vitesse
de translation du sep dans l’espace est constante en grandeur et en direction,
la vitesse de spin et l’orientation de l’axe de spin resteront en l’état. Si le
mouvement du sep se trouve modifié, si, par exemple la matière dont le sep est
une des briques, se trouve accélérée dans une direction quelconque ou si la
direction de ce mouvement se trouve modifiée, le sep devra modifier sa vitesse
de spin ou l’orientation de son axe de spin de façon à ce que la vitesse totale
du point P, vitesse de spin et vitesse de translation ne devienne pas
supérieure à la vitesse maximum possible
vi .
La vitesse du point P à chaque niveau d’orbite est
donc : 
[4]
Où wt est la vitesse relative de translation du sep dans le référentiel où s’opère la mesure.
Or, la vitesse vi étant une constante propre à chaque niveau d’orbite, lorsque la vitesse wt de translation du sep varie, c’est la vitesse du point P dans le référentiel du sep qui se trouve modifiée. Ainsi, lorsque le sep est animé d’une vitesse wt sont rayon sera modifié de façon à ce que la vitesse totale vi reste constante. En particulier, le sep animé d’une vitesse de translation wt dans le référentiel de mesure se contractera, ses dimensions apparentes pour un observateur ne participant pas au mouvement du sep varieront en fonction de la vitesse. Nous retrouvons ici, sans hypothèse ad hoc, la justification du postulat de la relativité restreinte d’Einstein sur la contraction apparente des dimensions d’un corps en fonction de la vitesse. Cette contraction est réelle, absolue, elle n’est cependant pas apparente pour un observateur participant au mouvement du corps.
La contraction des dimensions du sep en fonction de la
vitesse nécessite un certain effort. L’interaction du proton et de l’électron
est telle qu’elle oppose une certaine résistance à toute contrainte extérieure.
Cette résistance est l’inertie du sep.
Force de Coriolis
Par ailleurs, l’axe de spin du sep peut avoir une direction quelconque par rapport à la direction du mouvement qui lui est imposé. En particulier, parce qu’un atome est toujours composé d’un grand nombre de sep et que la matière macroscopique est toujours composée d’un grand nombre d’atomes, tous les sep d’un même atome ont des axes de spin dont l’orientation est quelconque et dépend des interactions entre les sep à l’intérieur de l’atome. (Ch. III, §-6).
Ainsi, lorsque un sep est accéléré dans une direction quelconque, il cherchera à orienter son axe de spin de telle façon que le mouvement du point P ait une vitesse constante, ce qui ne peut se faire que si l’axe de spin devient parallèle à la direction de l’accélération. Or, dans un atome ou dans la matière, les sep étant liés entre-eux par les interactions coulombiennes, ils n’ont pas la liberté de modifier l’orientation de leur axe de spin et leur rayon devra se contracter de façon qu’à aucun moment la vitesse du point P ne soit supérieure à la vitesse permise.
On remarquera que la vitesse du point P ne pourrait être supérieure à la vitesse vi que lorsque, au cours d’une révolution, la direction de sa vitesse instantanée est parallèle à la direction d’accélération. Ce qui se produit à chaque tour du mouvement de spin et quelle que soit l’orientation de l’axe de spin. Comme tous les points de la ligne équatoriale du sep se trouve dans la même situation, le diamètre équatorial du sep accéléré se trouvera contracté et le sep n’aura plus la forme d’un ballon de football parfaitement sphérique, il ressemblera davantage à un ballon de rugby de forme ovoïde.
Cependant, étant donné que les axes de spin ont, dans la matière, toutes les orientations possibles, la contraction des dimensions de la matière est isotrope. Les corps macroscopiques se contractent dans leurs trois dimensions et non dans la seule direction de leur mouvement comme on le suppose actuellement en relativité. Notons aussi que la contraction des dimensions n’a lieu que pendant la phase d’accélération et que lorsque cette accélération cesse, les dimensions acquises se conservent et restent proportionnelles à la vitesse relative au référentiel de mesure.
Ainsi, si l’on considère que tous les corps matériels sont toujours en mouvement, mouvements relatifs à d’autres corps, ou mouvement absolu par rapport à un espace absolu, les électrons des sep ne sont jamais parfaitement sphériques. Ils présentent tous un certain degré d’ovalisation proportionnel à notre vitesse absolue dans l’espace absolu. La mesure de cette ovalisation serait une indication de notre vitesse absolue et de notre direction de mouvement dans l’Univers. Mais cette remarque ne concerne que le sep alors que l’atome, composé d’un grand nombre de sep, garde une symétrie sphérique.
Tout changement de direction contraint le sep à modifier la direction de son axe de spin de telle façon que la vitesse du point P ne soit pas, dans cette nouvelle direction, supérieure à la vitesse vi. Ainsi, lorsqu’un corps matériel quelconque est en rotation autour d’un de ses axes, les sep de ses atomes subissent une variation continue de l’orientation de leur axe de spin.
Or, les sep étant liés entre eux par des interactions
coulombiennes, ils opposent une résistance à toute modification de
l’orientation de leur axe de spin. Cette résistance c’est la force de
Coriolis.
Moment d’inertie.
Lorsqu’un corps matériel est en rotation autour d’un de ses
axes, la vitesse de chacune de ses parties est proportionnelle à son
éloignement à cet axe. Ainsi, les sep des atomes de ce corps devront se contracter
d’autant plus que leur vitesse linéaire wt est grande. Cette contraction s’oppose à l’interaction
entre le proton et l’électron du sep, c’est le moment d’inertie.
Couple gyroscopique.
Dans un corps matériel ou un gyroscope en rotation, les sep des atomes doivent continuellement tenter d’orienter leur axe de spin de telle façon que la vitesse du point P reste constante. Or, dans un corps rigide, les sep n’ont pas cette liberté et les axes de spin sont figés dans toutes les directions. En moyenne, les contractions du rayon des sep qui résultent de leur vitesse se répartissent dans toutes les directions et la contraction macroscopique résultante est à symétrie sphérique. Ainsi, tous les sep des atomes se sont contractés de telle façon qu’à aucun moment les points P ne dépassent la vitesse vi dans les conditions de rotation du corps.
Mais, si ces conditions changent, en particulier si l’on tente de modifier la direction de l’axe de rotation du gyroscope, les sep devront se contracter d’une façon différente pour que, dans cette nouvelle direction, aucun des points P ne dépassent la vitesse permise. Cette modification de la direction de la contraction des sep entraîne une nouvelle résistance, c’est le couple gyroscopique.
Direction de la terre dans l’Univers.
Un gyroscope ayant trois degrés de liberté va s’orienter de telle façon que la contraction de ses sep rencontre la résistance la plus faible. Or, cette condition est atteinte quand l’axe de rotation de cet appareil est parallèle à la direction de sa vitesse de translation dans l’espace absolu.
Ainsi, un gyroscope, libre selon les trois axes, s’orientera dans une direction fixe d’Univers et indiquera la direction du mouvement résiduel de la Terre dans l’espace absolu.[5]
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