Des physiciens des universités d'Aarhus et de Copenhague (Danemark) ont prouvé que le centre de la Terre est beaucoup plus jeune que sa croûte, corrigeant ainsi légèrement le prix Nobel Richard Feynman. L'étude est publiée dans le European Journal of Physics et est disponible sur arXiv.org.
Selon la relativité générale, le potentiel gravitationnel affecte le temps: plus il est petit, plus le temps est lent. Cela signifie qu'une mesure hypothétique de l'âge d'un corps massif, comme la Terre ou le Soleil, à sa surface et près de son centre conduira à des résultats différents.
L'histoire de la formation de la Terre à partir d'un disque protoplanétaire n'est pas directement liée à la détermination de son âge - contrairement au vieillissement des éléments radioactifs. En particulier, il y a plus de produits de désintégration des isotopes radioactifs à la surface de la Terre qu'en son centre, ce qui est associé à différentes conditions dans lesquelles le vieillissement des isotopes se produit.
C'est probablement ce que Feynman avait en tête lorsque, dans ses conférences sur la gravité, prononcées en 1962-1963 au California Institute of Technology (USA), il déclara qu '«il faudrait être beaucoup plus prudent à l'avenir quand on parle de l'âge d'objets tels que la Terre, car le centre de la terre devrait être un jour ou deux plus jeune que sa surface."
Cette expérience de pensée est l'une des nombreuses observations faites par Feynman sur le monde physique. La différence d'âge du centre et de la surface de la Terre indiquée par lui a été citée dans plusieurs ouvrages. Cependant, l'étude des physiciens danois donne un résultat complètement différent. On ne sait pas qui s'est trompé - sténographe ou Feynman, mais au lieu de jours, il doit y avoir des années.
Les Danois ont tenté de reproduire le raisonnement de Feynman pour un modèle homogène de la Terre (lorsque sa densité ne change pas avec la profondeur), et ont également effectué un calcul pour un modèle de référence préliminaire de la Terre. Les résultats diffèrent considérablement les uns des autres et de l'estimation de Feynman. En outre, des calculs ont été effectués montrant la différence d'âge du centre et de la surface du Soleil.
Dans le cas d'une Terre homogène, le potentiel gravitationnel de la planète est décrit par deux formules: l'une - pour un point à l'extérieur du corps céleste, l'autre - à l'intérieur. Le décalage gravitationnel vers le rouge entre le centre et la surface de la planète est déterminé par la différence de potentiel aux points correspondants, le rayon et la masse de la planète. Résultat: le centre de la Terre a 1,58 an de moins que sa surface.
Un modèle de référence préliminaire plus réaliste de la structure interne de la Terre prend en compte le changement du potentiel gravitationnel dû aux différentes densités à différentes profondeurs de la planète. Dans ce cas, le noyau de la planète a 2,49 ans de moins que sa surface. Les scientifiques ont également donné une estimation selon laquelle la dilatation temporelle relativiste provoquée par la rotation de la Terre autour de son axe peut être négligée (la contribution de l'effet ne dépasse pas deux jours).
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Les physiciens danois concluent leur article par un raisonnement sur les raisons pour lesquelles les conclusions de Feynman n'ont pas été testées plus tôt. Les conférences du scientifique américain ont été sténographiées par des postdocs, relues par des éditeurs, elles ont été réimprimées plusieurs fois et ont servi de manuel à plusieurs générations d'étudiants en physique. Selon les Danois, nous sommes ici confrontés à un exemple de preuve aristotélicienne d'ethos.
Autrement dit, lorsque l'autorité et le statut d'un scientifique sont élevés, ses conclusions sont tenues pour acquises par ses collègues. L'un des auteurs de l'article (Ulrik Uggerhoy) a admis qu'il considérait également que l'estimation de Feynman de la différence d'âge du centre et du noyau de la Terre était correcte.
Pendant ce temps, Feynman lui-même, tout en travaillant sur la théorie de la désintégration bêta, en quelque sorte dans l'un des anciens articles (pas le sien), consacré à l'interprétation des données expérimentales, a découvert des inexactitudes. Cela a conduit à de nombreux autres articles qui se sont révélés incorrects, car ils étaient basés sur des données initialement incorrectes. «Depuis, je n'ai pas prêté attention à ce que disent les experts. Je le comprends moi-même », a-t-il dit à ce sujet. Cet épisode est décrit dans le recueil autobiographique "Vous plaisantez bien sûr, M. Feynman!"
Ksenia Kruger
