CAVENDISH
Henry
(1731-1810)
Aux
yeux des physiciens, la plus fameuse contribution de Cavendish touche à sa détermination
expérimentale de la densité du globe terrestre, qu'il publie en 1798 (Experiences
to Determine the Density of the Earth, in Philosophical transactions). La
question avait déjà été envisagée par Newton qui conjectura une valeur
comprise entre 5 et 6. La détermination de cette valeur appartient à la théorie
de la gravitation, qui fait intervenir les irrégularités de la figure de
notre globe. Celles-ci se sont d'abord manifestées par les variations de la
longueur du pendule battant la seconde, en fonction de la latitude terrestre.
Au cours de la célèbre expédition Géodésique organisée par l'Académie
des sciences dans les terres australes, Bouguer étudie en 1738, sur les
flancs du Chimborazo, les variations du pendule en fonction de l'altitude.
Comme ses déterminations ne répondaient pas aux loi Newtoniennes du carré
de la distance, il attribua judicieusement les écarts à l'attraction propre
de la masse montagneuse; il tenta alors, mais sans succès, de mesurer la déviation
du fil à plomb au voisinage de la montagne, en se référant à des repères
astronomiques. Le problème est repris à partir de 1772 en Grande Bretagne
par un Committee Of attraction de la Royal Society. Des mesures plus précises
de déviation sont faites sur diverses stations d'une montagne assez régulièrement
conique de l' Ecosse, le Schiehallion. Cavendish, qui
avait activement collaboré aux travaux de ce comité, traitera la question
d'une toute autre manière, en développant une idée de son ami J. Mitchell.
Il s'agit dans cette méthode d'observer les interactions d'un système mobile
de deux couples de sphères de plomb dont les diamètres étaient
respectivement de 2 et de 12 pouces. L'équilibre est défini par l'égalité
du moment de rotation de l'équipage mobile et du moment de torsion du fil
suspenseur. Pour faire correctement en ligne de compte l'infime attraction
entre les éléments de ce système, Cavendish a dû ménager d'immense soins
expérimentaux propres à éliminer toutes sortes de perturbations parasites.
La valeur qu'il déduisit de cette expérience pour la densité terrestre, 5.45,
est très proche de 5.52, aujourd'hui acceptée par la majorité des
physiciens.