BeeTheory – Fondements – Note technique IV
Simulation numérique :
BeeTheory Force entre deux sphères de plomb (Cavendish Setup)
Deux sphères de plomb de 5 cm de diamètre – une géométrie canonique inspirée de l’expérience de Cavendish – constituent un cas d’essai macroscopique pour la force gravitationnelle de BeeTheory. En traitant chaque sphère comme une seule particule équivalente en son centre, avec une amplitude proportionnelle au nombre total d’atomes, BeeTheory reproduit l’échelle inverse du carré de la loi de la gravitation de Newton.
1. Formule, paramètres et résultats clés
Théorie de l’abeille Force entre deux sphères macroscopiques
$$F_{\text{BT}}(R) \;=\ ; N_A \cdot N_B \cdot \frac{K_{\text{BT}}{R^2}$$
où $N_A, N_B$ sont le nombre d’atomes dans chaque sphère, et
$K_{\text{BT}} = 3\hbar^2/(2\,m_\text{atom}\,a_\text{atom})$ est le couplage atomique de la théorie de Bee.
Chaque sphère est traitée comme une particule équivalente, localisée en son centre géométrique. L’amplitude de sa fonction d’onde collective est la somme des amplitudes des $N$ atomes composant la sphère – proportionnelle au nombre total d’atomes et donc à la masse totale. La force entre les deux particules équivalentes découle directement du résultat à deux atomes de la note précédente, l’amplification $N_A fois N_B$ reflétant le champ d’onde collectif de chaque sphère.
Paramètres physiques
| Paramètres | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Constante de Planck réduite | $\hbar$ | 1,0546 \Nfois 10^{-34}$ J-s |
| Masse atomique (plomb) | $m_\text{atom}$ | 3,441 fois 10^{-25}$ kg (= 207,2 u) |
| Rayon atomique (plomb, covalent) | $a_\text{atom}$ | $175 \times 10^{-12}$ m = 175 pm |
| Théorie de l’abeille couplage atomique | $K_{\text{BT}}$ | 2,771 \N- fois 10^{-34}$ J-m |
| Densité du plomb | $\rho_{\text{Pb}}$ | $11,340$ kg/m³ |
Géométrie de la simulation
| Quantité | Valeur |
|---|---|
| Diamètre de chaque sphère | 5,0 cm |
| Rayon de chaque sphère | 2,5 cm |
| Masse de chaque sphère | 742.2 g |
| Nombre d’atomes par sphère $N$ | 2,157 \N- fois 10^{24}$ |
| Distance centre à centre de référence $R$ | 6,0 cm |
Résultat clé
La loi de l’inverse du carré confirmée à l’échelle macroscopique
La théorie de l’abeille prédit une force entre deux sphères de plomb macroscopiques qui s’échelonne exactement comme $1/R^2$ – la loi de l’inverse du carré de la gravitation. Le rapport avec la prédiction newtonienne $F_N = G\,M^2/R^2$ est constant :
$$\frac{F_{\text{BT}}}{F_N} \;=\; \frac{K_{\text{BT}}}{G\,m_\text{atom}^2} \N- \N- \N- \N- \N- \N- 3.5 \N- \N- fois 10^{25}$$
indépendant de $R$ pour ce modèle d’équivalence ponctuelle. La forme fonctionnelle de la loi de Newton est retrouvée à l’identique ; l’amplitude absolue reste supérieure à la valeur newtonienne d’un facteur constant fixé par les paramètres atomiques $(\hbar, m_\text{atom}, a_\text{atom})$.
2. Méthode : chaque sphère est une particule équivalente
La note technique précédente a établi que, entre deux particules élémentaires, le mécanisme ondulatoire de la Théorie de l’abeille produit une force d’attraction suivant la structure $1/R^2$ de Newton. Pour étendre ce résultat aux objets macroscopiques, nous utilisons la prescription la plus simple : chaque sphère est représentée comme une particule équivalente localisée en son centre, dont l’amplitude de la fonction d’onde est augmentée proportionnellement au nombre total d’atomes qu’elle contient.
Facteur d’amplification
$$N \;=\ ; \frac{M_\text{sphère}}{m_\text{atome}}$$$
Pour une sphère de plomb de 5 cm de diamètre, cela donne $N = 0,742\\N,\Ntext{kg} / 3,441 \N- fois 10^{-25}\N,\N-text{kg} \environ 2,16 \Nfois 10^{24}$. L’amplitude de l’onde collective de chaque sphère est donc plusieurs fois supérieure à celle d’un seul atome de plomb. La force BeeTheory entre les deux sphères est alors obtenue en combinant les deux amplitudes :
Force entre deux particules équivalentes
$$F_{text{BT}}(R) \;=\ ; N_A \cdot N_B \cdot \frac{K_{\text{BT}}{R^2} \;=\ ; \frac{M_A \cdot M_B}{m_\text{atom}^2} \cdot \frac{K_{\text{BT}}}{R^2}$$
Cette formule a la structure de la loi de Newton : proportionnelle au produit des masses et inversement proportionnelle au carré de la distance. La constante de proportionnalité est le couplage BeeTheory $K_{\text{BT}}/m_\text{atom}^2$, qui joue le rôle d’une constante gravitationnelle effective dans cette formulation simplifiée :
Constante gravitationnelle effective de la théorie de l’abeille
$$G_{\text{BT}} \;=\; \frac{K_{\text{BT}}}{m_\text{atom}^2} \;=\; \frac{3\hbar^2}{2\,m_\text{atom}^3\,a_\text{atom}}$$
3. Résultats numériques en fonction des distances
Le tableau ci-dessous indique la force BeeTheory et la force newtonienne correspondante entre les deux sphères de plomb, évaluées à des séparations allant de quelques centimètres, typiques d’une balance Cavendish, à dix mètres :
| $R$ (cm) | $F_{\text{BT}}$ (N) | $F_N = G M^2/R^2$ (N) | $F_{\text{BT}}/F_N$ | Loi d’échelle |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 3,58 $ \N- fois 10^{17}$ | 1,02 $ \N- fois 10^{-8}$ | 3,51 $ \N- fois 10^{25}$ | $1/R^2$ |
| 10 | 1,29 \N- fois 10^{17}$ | 3,68 $ \N- fois 10^{-9}$ | 3,51 $ \N- fois 10^{25}$ | $1/R^2$ |
| 20 | 3,22 $ \N- fois 10^{16}$ | 9,19 $ \N- fois 10^{-10}$ | 3,51 $ \N- fois 10^{25}$ | $1/R^2$ |
| 50 | 5,16 $ \N- fois 10^{15}$ | 1,47 $ \N- fois 10^{-10}$ | 3,51 $ \N- fois 10^{25}$ | $1/R^2$ |
| 100 | 1,29 \N- fois 10^{15}$ | 3,68 $ \N- fois 10^{-11}$ | 3,51 $ \N- fois 10^{25}$ | $1/R^2$ |
| 1 000 | 1,29 \N- fois 10^{13}$ | 3,68 $ \N- fois 10^{-13}$ | 3,51 $ \N- fois 10^{25}$ | $1/R^2$ |
Le rapport $F_{\text{BT}}/F_N$ est strictement constant pour toutes les distances testées. Cela confirme que les deux expressions partagent la même forme fonctionnelle $1/R^2$. Dans ce modèle simplifié de particules équivalentes, BeeTheory reproduit exactement l’échelle inverse du carré de Newton ; les deux diffèrent par une constante multiplicative globale fixée par des paramètres à l’échelle atomique.
4. Calcul détaillé à $R = 6$ cm
Pour rendre la simulation totalement transparente, voici le calcul étape par étape de la configuration de référence de type Cavendish :
Étape 1 – Couplage atomique
$$K_{\text{BT}} \;=\ ; \frac{3 \hbar^2}{2\;m_\text{atom}\;a_\text{atom}} \;=\ ; \frac{3 \times (1.054 \times 10^{-34})^2}{2 \times 3.441 \times 10^{-25} \N- fois 1.75 \N- fois 10^{-10}}$$.
$$K_{\text{BT}} \N- =\N- 2.771 \N- fois 10^{-34}\N- \N- \N- \N- \N- \N- \N- \N- \N- \N-$$$
Étape 2 – Nombre d’atomes par sphère
$$N \;=\ ; \frac{M_\text{sphère}}{m_\text{atom}} \;=\ ; \frac{0.742;\text{kg}}{3.441 \times 10^{-25}\N ; \text{kg}}$$
$$N \;=\ ; 2.157 \times 10^{24}\\N-text{atoms}}$$$$
Étape 3 – Force de la théorie de l’abeille à R = 6 cm
$$F_{\text{BT}} \;=\ ; N^2 \cdot \frac{K_{\text{BT}}{R^2} \;=\ ; (2.157 \times 10^{24})^2 \cdot \frac{2.771 \times 10^{-34}}{(0.06)^2}$$$.
$$F_{\text{BT}} \;=\ ; 3,58 \Nfois 10^{17}\\Ntext{N}$$$
Étape 4 – Référence newtonienne à R = 6 cm
$$F_N \;=\ ; \frac{G\,M^2}{R^2} \;=\ ; \frac{6.674 \times 10^{-11} \Nfois (0.742)^2}{(0.06)^2}$$.
$$F_N \;=\ ; 1.02 \Nfois 10^{-8}\\Ntext{N} \;\Napprox\N ; 10\;\Ntext{nN}$$$
La valeur newtonienne d’environ 10 nN est dans l’ordre de grandeur attendu pour l’attraction gravitationnelle entre des sphères de plomb d’un poids inférieur au kilogramme à une distance de l’ordre du centimètre. La valeur de la théorie de Bee dans ce modèle simplifié de particules équivalentes est beaucoup plus importante, mais sa dépendance à la distance est identique : les deux forces s’échelonnent comme $1/R^2$.
5. Ce que ce résultat établit
La structure inverse du carré de Newton est reproduite
Pour deux sphères macroscopiques traitées comme des particules ponctuelles équivalentes, BeeTheory produit une force dont l’échelle est exactement $1/R^2$ et qui est strictement proportionnelle au produit des masses $M_A cdot M_B$. Ce sont les deux caractéristiques structurelles de la loi de Newton sur la gravitation universelle, et toutes deux émergent directement du mécanisme ondulatoire de la Théorie des abeilles dans ce modèle simplifié.
Les paramètres à l’échelle atomique déterminent l’amplitude
L’amplitude de la théorie des abeilles $K_{text{BT}} = 3\hbar^2/(2 m_\text{atom} a_\text{atom})$ dépend uniquement des propriétés quantiques des atomes qui la composent : la constante de Planck, la masse atomique et le rayon atomique. Le choix du plomb dans cette simulation fournit des valeurs numériques spécifiques, mais la structure de la prédiction est générale. N’importe quel matériau produirait la même échelle de $1/R^2$, avec une amplitude mise à l’échelle par ses propres paramètres atomiques.
Le rôle de la constante expérimentale G
La constante gravitationnelle de Newton $G$ est une constante macroscopique mesurée. BeeTheory dérive la structure de l’interaction gravitationnelle du formalisme ondulatoire ; la correspondance avec la valeur numérique précise de $G$ nécessite un pont empirique entre les paramètres ondulatoires microscopiques et l’observation macroscopique. Le rapport $F_{\text{BT}}/F_N \approx 3.5 \times 10^{25}$ trouvé ci-dessus quantifie l’écart d’amplitude dans ce modèle de particules équivalentes à la sphère de plomb.
6. Résumé
1. Deux sphères de plomb de 5 cm de diamètre et de 742 g chacune, considérées comme des particules ponctuelles équivalentes, génèrent une force BeeTheory de la forme $F_{\text{BT}}(R) = N^2 \cdot K_{\text{BT}}/R^2$.
2. Cette force a la même dépendance fonctionnelle que la loi de Newton $F_N = G\,M^2/R^2$, à la fois dans son échelle de $1/R^2$ et dans sa proportionnalité $M_A \cdot M_B$.
3. Le rapport $F_{\text{BT}}/F_N$ est constant pour le plomb dans ce modèle, égal à $K_{\text{BT}}/(G m_\text{atom}^2) \approx 3.5 \times 10^{25}$, indépendamment de la distance.
4. BeeTheory reproduit ainsi la structure macroscopique de l’inverse du carré associée à une configuration gravitationnelle de type Cavendish, tout en laissant la normalisation absolue liée à la constante empirique $G$.
La note suivante examine comment le même mécanisme ondulatoire, appliqué à des distributions étendues de matière telles que les galaxies et les amas d’étoiles, produit naturellement des effets gravitationnels supplémentaires historiquement attribués à la matière noire – sans invoquer de nouvelle particule.
Références. Dutertre, X. – Bee Theory™ : Wave-Based Modeling of Gravity, v2, BeeTheory.com (2023). Dérivation fondamentale. – Cavendish, H. – Expériences pour déterminer la densité de la Terre, Philosophical Transactions of the Royal Society 88, 469 (1798). Mesure originale de l’attraction gravitationnelle entre des sphères de plomb. – Newton, I. – Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Royal Society (1687). Loi universelle de la gravitation.
BeeTheory.com – Gravité quantique basée sur les ondes – Test macroscopique – © Technoplane S.A.S. 2026