Une nouvelle étude examinant certains des croquis de Léonard de Vinci dans le Codex Arundel révèle que l’artiste a calculé la constante gravitationnelle de la Terre avec un taux de précision de 97 %.

FierceAbin/Getty ImagesPortrait de Léonard de Vinci, célèbre inventeur et artiste des XVe et XVIe siècles.

En 2017, Mory Gharib, professeur au California Institute of Technology, cherchait Codex Arundelun recueil de notes et de croquis de Léonard de Vinci datant de 1480 à 1518, pour des illustrations qu’il pouvait partager avec ses étudiants diplômés lorsqu’il remarquait un croquis particulièrement intrigant.

L’illustration représentait une jarre déversant du sable, ainsi qu’une série de triangles semblant mesurer son mouvement.

« Ce qui a attiré mon attention, c’est quand il a écrit ‘Equatione di Moti’ sur l’hypoténuse de l’un de ses triangles esquissés », a déclaré Gharib dans un article du Institut de technologie de Californie. Cette phrase signifie « égalisation (équivalence) des mouvements », a expliqué Gharib. « Je suis devenu intéressé de voir ce que Leonardo entendait par là. »

Aux côtés des ingénieurs Chris Roh et Flavio Noca, Gharib a commencé à enquêter sur les croquis et s’est vite rendu compte qu’il ne s’agissait pas simplement de dessins de formes géométriques, mais de preuves que Léonard de Vinci avait commencé à décoder les lois de la gravité des décennies avant qu’Isaac Newton ne les « découvre ».

Le trio a publié ses conclusions révolutionnaires dans la revue Léonard. Selon leurs recherches, Léonard de Vinci avait illustré que la gravité est une forme d’accélération. Il a également semblé démontrer la constante gravitationnelle de la Terre avec une précision de 97% – près de 200 ans avant que Newton ne publie sa loi de la gravitation universelle.

Aujourd’hui, le nom de Léonard de Vinci est synonyme de génie. Né en Italie en 1452, da Vinci continuerait à explorer ses intérêts artistiques et scientifiques, devenant une figure de proue de la Renaissance italienne, une période de curiosité artistique et intellectuelle naissante.

Les historiens peuvent voir à quel point cet homme était un génie à travers les cahiers qu’il a laissés derrière lui. Une collection de plus de 13 000 pages, les cahiers de Léonard de Vinci regorgent de croquis représentant l’anatomie humaine, des machines volantes et même des armes qui n’existeraient pas avant des centaines d’années, notamment des mitrailleuses et des missiles.

Gharib et al., Leonardo, 2022Esquisses de Léonard de Vinci détaillant une manière rudimentaire de calculer la constante gravitationnelle de la Terre.

Les gens du monde entier connaissent de Vinci pour ses inventions et ses œuvres d’art emblématiques comme le Mona Lisa et Le dernier souper. Mais jusqu’à ce que Gharib et son équipe découvrent les croquis en triangle de Léonard de Vinci, personne ne soupçonnait que l’artiste italien ait pu être le premier à commencer à décoder les lois de la gravité.

A travers ces croquis, Léonard de Vinci a tenté de calculer le mouvement du sable qui tombe. Selon l’article du California Institute of Technology, da Vinci a écrit que lorsqu’un pichet était tenu à une hauteur fixe et déplacé à une vitesse constante, le sable tombait verticalement vers le sol au fur et à mesure qu’il était versé.

Pour illustrer cela, Da Vinci a dessiné une ligne droite horizontale représentant le mouvement du vase et une ligne verticale représentant le mouvement du sable.

Ensuite, de Vinci a noté que si la vitesse du lanceur augmentait à un rythme constant ou accélérait, le sable tomberait toujours en ligne droite mais à un angle incliné.

De manière significative, de Vinci a également observé que si le lanceur accélérait au même rythme que la gravité accélérait le sable qui tombait, il créait un triangle équilatéral – comme indiqué dans le diagramme « Equatione di Moti ».

« Qu’est-ce que Leonardo essaie de faire? » Gharib a dit Arstechnique. « Il essaie de dire : ‘Si je pouvais bouger ma main ou déplacer le bocal de la même manière que la gravité agit sur les particules’ – dans ce cas, le sable – ‘si, en un temps donné, elles parcourent la même distance, alors j’ai imité le gravité juste par accélération.

« Il appelle cela l’acte de mouvement », a poursuivi Gharib. «Il le fait dans une direction différente de la gravité. Cela signifie donc qu’il a clairement compris que la gravité est une sorte d’accélération, mais vers la Terre, sinon il n’aurait pas essayé de l’imiter par l’accélération.

Gharib et al., Leonardo, 2022Les croquis de Leonardo Da Vinci étiquetant chaque côté d’un triangle avec sa force correspondante, avec un mouvement dirigé représentant l’accélération du vase et l’égalisation du mouvement représentant la trajectoire du sable qui tombe.

Selon les ingénieurs, da Vinci était incapable de formuler une équation mathématique précise pour calculer la constante gravitationnelle.

« Ce que nous avons vu, c’est que Leonardo a lutté avec cela, mais il l’a modélisé comme la distance de l’objet tombant était proportionnelle à 2 à la puissance t [with t representing time] plutôt proportionnel à t au carré », a déclaré Roh dans l’article du California Institute of Technology. « C’est faux, mais nous avons découvert plus tard qu’il avait utilisé ce genre de mauvaise équation de la bonne manière. »

Bien qu’il n’ait pas réussi à calculer la constante gravitationnelle, les efforts de Léonard de Vinci sont extrêmement impressionnants compte tenu des outils disponibles à l’époque. Da Vinci vivait dans un monde qui n’avait pas encore inventé le calcul, découvert l’inertie, ou avait des moyens précis de mesurer le temps. Malgré cela, la mesure de Léonard de Vinci pour la constante gravitationnelle terrestre était précise à 97 %.

« Nous ne savons pas si de Vinci a fait d’autres expériences ou a approfondi cette question », a déclaré Gharib. « Mais le fait qu’il s’attaquait à ce problème de cette manière – au début des années 1500 – montre à quel point sa pensée était en avance. »

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