Influences gravitationnelles
dans le système solaire
Références documentaires
Planètes et Satellites, 5 leçons d'astronomie - André Brahic - Vuibert
Le chaos dans le système solaire - Ivars Peterson - Belin - Pour la Science - 1995
Simulation du Chaos
3 équipes travaillent sur le chaos depuis 1989. Elle sont animées par :
Jack Wisdom (USA-MIT)
Scott Trémaine (CAN-Toronto)
Jacques Laskar (FR-IMCCE)
Les résultats obtenus par les 3 équipes de chercheurs sont concordants
J. Laskar a montré que le mouvement des grosses planètes est plus régulier que le mouvement des planètes telluriques, plus chaotique.
L’orbite de la Terre reste assez sage, comparée à celles de Mars ou Mercure qui s’agitent frénétiquement.
Les orbites ne se coupent jamais, ce qui éliminerait les risques de collision. On observe des trajectoires comportant des écarts erratiques qui se situent à l’intérieur de limites strictes
J.Wisdom a trouvé des cycles de 3.8 , 34 et 137 millions d’années dans le mouvement de Pluton , qui présente de graves instabilités.
Les travaux de J.Wisdom et J.Laskar ont montré qu’une petite fluctuation des conditions initiales menait à une divergence exponentielle des trajectoires voisines de celles des planètes actuelles :
Prouve que le mouvement des planètes n’est pas prévisible sur une grande échelle de temps.
La divergence des orbites est mesurée par :
le “Temps” ou “Exposant de Liapounov” (de 4 à 25 millions d’années)
L’incertitude de la position des planètes triple tous les x millions d’années
Cependant :
Il n’est pas nécessaire de connaître la position précise des planètes à un instant donné dans un futur lointain :
Il suffit de savoir comment évoluent l’excentricité et l’inclinaison des orbites au cours du temps, pendant 1, 10, 100 ou même 1000 millions d’années
Scott Tremaine espérait identifier, par simulation, des régions de l’espace susceptibles d’abriter des corps non encore détectés :
Il a montré que le comportement des « particules tests » entre les orbites de Uranus et Neptune devient chaotique et que ces corps finissent par s’échapper du système solaire.
Les simulations sur le mouvement des astéroïdes de la ceinture de Kuiper , ont montré une apparente stabilité des orbites
Laissons le mot de la fin à André Brahic :
Le grand age du système solaire, 4,5 milliard d’années, plaide pour la stabilité …
…Mais celle ci ne peut etre considérée comme acquise !
Stabilité ou chaos dans le système solaire ?
Les effets de marée font évoluer les orbites
Les résonances préservent les orbites
A long terme -> Stabilité ou chaos dans le système solaire ??
Travaux de Henri Poincaré sur le chaos
H.Poincaré montre qu’un système entierement régi par des lois exactes, peut malgré tout présenter un comportement imprévisible, apparemment aléatoire.
L’imprévisibilité a sa place dans les systèmes déterministes
“Le veritable but de la mécanique céleste est de connaitre si la loi de Newton est suffisante pour expliquer tous les phénomènes” H.Poincaré
H.Poincaré laissa inchangé les lois de Newton, mais il modifia radicalement la compréhension des comportements qui leurs sont associés.
Le terme de chaos est à utiliser au sens erratique, imprévisible et non au sens castastrophique. Aux comportements réguliers, périodiques, prévisibles, on oppose les comportements irréguliers, chaotiques, non périodiques, imprévisibles.
