Que signifie universel dans l'expression gravitation universelle ? Que la loi semble s'appliquer à toute échelle dans l'Univers, de la pomme de Newton à la Lune et aux systèmes les plus lointains.
Aujourd'hui, on ne dirait plus universelle, mais unifiée.
Relation fondamentale de la dynamique ; notion de référentiel galiléen
L'interaction gravitationnelle entre deux corps et de masse et , séparés par la distance :
Un objet sphérique de masse , rayon , crée un potentiel gravitationnel :
Cette expression suppose implicitement un potentiel nul à l'infini. Cette convention, arbitraire comme toute convention, peut se justifier par divers arguments :
Il est commode de traduire les spécificités d'un problème physique en termes de grandeurs invariantes.
On peut ajouter un autre invariant, pour un système supposé isolé, la conservation de la quantité de mouvement totale du système.
Quatre termes rendent compte de la même réalité, avec quatre dimensions différentes. L'énergie potentielle gravitationnelle est bien évidemment une énergie, et la force gravitationnelle une force.