MÉCANIQUE QUANTIQUE DES FORCES DE GRAVITATION ET STABILITÉ DE LA MATIÈRE

Jean-Marc Lévy-Leblond

L'effet des forces de gravitation sur les propriétés de cohésion et de stabilité de la matière est envisagé directement à partir des principes fondamentaux de la physique. On considère un système de N particules en interaction gravitationnelle mutuelle, et on étudie l'existence et la variation avec N de l'énergie de l'état fondamental du système. Les effets quantiques et en particulier la statistique (Bose ou Fermi) à laquelle obéissent les particules jouent un rôle crucial. Des arguments heuristiques très simples, confirmés par une analyse rigoureuse, permettent alors de comprendre : a) comment et quand les forces gravitationnelles l'emportent sur les forces coulombiennes pour des systèmes de matière " ordinaire " de taille suffisante (planètes) ; b) pourquoi, à cause d'effets relativistes, un système ne peut être stable au-dessus d'une certaine masse critique qu'on évalue (limite de Chandrasekhar : étoiles naines blanches) ; c) pourquoi à des densités encore plus élevées (étoiles de neutrons) la relativité générale ne fait qu'empirer la situation et rend inéluctable la possibilité d'un effondrement gravitationnel.

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Jean-Marc Lévy-Leblond. MÉCANIQUE QUANTIQUE DES FORCES DE GRAVITATION ET STABILITÉ DE LA MATIÈRE. Journal de Physique Colloques, 1969, 30 (C3), pp.C3-43-C3-55. ⟨10.1051/jphyscol:1969309⟩. ⟨jpa-00213686⟩