Quand on regarde le ciel la nuit, la Lune semble suspendue là-haut, immobile. Pourtant, elle est constamment attirée par la Terre par le jeu de la gravitation. Alors, pourquoi ne finit-elle pas par nous tomber dessus ? La réponse est liée à un équilibre délicat entre deux mouvements: l'attraction et la vitesse.
Tout d'abord, il faut comprendre la gravitation. C'est une force universelle découverte par Isaac Newton: deux corps qui ont une masse s'attirent mutuellement. La Terre attire la Lune, mais la Lune attire aussi la Terre (même si, vu la taille, l'effet sur nous est moins spectaculaire). Sans autre force en jeu, la Lune finirait par se rapprocher de nous... et tomber.
Mais la Lune n'est pas immobile: elle se déplace vite autour de la Terre, à environ 3 700 km/h. C'est comme si elle essayait de s'échapper en ligne droite. L'attraction terrestre la “tire” sans cesse vers nous, mais comme elle avance toujours, elle manque la Terre à chaque instant. Ce mouvement courbé, maintenu par l'équilibre entre la vitesse et la gravité, est une orbite.
On peut comparer cela à lancer une balle très fort. Si on la lance doucement, elle retombe rapidement. Si on la lance plus fort, elle va plus loin. Et si on la lançait assez vite... elle tomberait toujours, mais sur une Terre qui “s'arrondit” sous elle, ce qui ferait qu'elle tournerait indéfiniment autour de la planète. C'est exactement ce qui se passe avec la Lune.
La Lune est donc en “chute libre” permanente autour de la Terre, mais comme notre planète est ronde et qu'elle a la bonne vitesse, elle ne touche jamais le sol. Ce même principe permet aux satellites artificiels de rester en orbite: on leur donne une vitesse précise qui équilibre l'attraction terrestre.
Ce ballet gravitationnel dure depuis plus de 4 milliards d'années, mais il n'est pas figé: la Lune s'éloigne très lentement de la Terre, à raison de quelques centimètres par an.