Des collisions entre planètes sont possibles...

Article très intéressant aujourd'hui 17 janvier 2010 sur le comportement à long terme des planètes de notre système solaire, qualifié d'instable...

Sciences. Des collisions entre planètes sont possibles !
17 janvier 2010
La question posée depuis la découverte des lois qui dirigent le mouvement des planètes était : le système solaire est-il stable ? Jusqu'à Henri Poincaré, à la fin du XIXe siècle, tous les grands mathématiciens, de Newton à Lagrange en passant par Laplace, ont cru que oui. On sait désormais que non.

Est-ce que, à l'échelle de la vie du système solaire, il peut y avoir des collisions entre planètes ? La réponse est oui. Telle est l'étonnante conclusion qui ressort des travaux de Jacques Laskar et de son collaborateur Mickaël Gastineau, de l'Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE) de l'Observatoire de Paris. Ils ont décidé d'étudier l'avenir du système solaire en intégrant, dans un même algorithme, les trajectoires orbitales de toutes les planètes durant... les cinq prochains milliards d'années, c'est-à-dire jusqu'à ce que notre Soleil meure !

Résultat : non seulement le système solaire se révèle instable, mais l'instabilité est telle que, dans certaines configurations, les orbites des petites planètes - Mercure, Vénus, la Terre et Mars - se déforment au fil du temps, passant progressivement de cercles presque parfaits à des ellipses si allongées qu'elles se croisent et provoquent des collisions entre les planètes ! Certes, dans 99 % des simulations, tout se passe bien : les planètes suivent leur trajectoire durant toute la durée de vie du système solaire. Mais dans 1 % des cas, la mécanique céleste se dérègle et les planètes déraillent... En calculant que les trajectoires des planètes, au-delà d'une centaine de millions d'années, ne peuvent plus être prédites, le chercheur impose l'idée qu'à cette échelle de temps, le système solaire peut être considéré, mathématiquement, comme chaotique.

L'effet papillon
En clair, la plus infime perturbation introduite dans le système peut provoquer sur le long terme une variation énorme. C'est le fameux « effet papillon » bien connu des climatologues. L'attraction de la moindre comète, d'un minuscule astéroïde, une éruption volcanique sur Io (satellite naturel de Jupiter), le mouvement de l'atmosphère de Vénus ou encore la course des 140 milliards d'étoiles de la Voie lactée, notre galaxie, trouble, de manière infime, la trajectoire des planètes...

Plus incroyable encore : en sautant à la corde, en jouant au basket, en courant dans la rue, chacun d'entre nous déstabilise, même si ce n'est que d'un facteur 10?24 environ, la trajectoire de la Terre. Des actions en apparence infinitésimales, mais suffisantes pour rendre impossible le calcul de la position de la Terre à long terme ! Reste que si l'on ne peut connaître la position d'une planète dans cent millions d'années, comment la calculer à un horizon de cinq milliards d'années ?

2.500 scénarios différents
Le travail de l'astronome est de nature probabiliste. Il calcule toutes les orbites possibles et estime statistiquement celles qui ont le plus de chances d'exister réellement. Il n'en fallait pas moins pour modéliser la trajectoire des huit planètes du système solaire pendant cinq milliards d'années, à raison d'un point d'orbite par semaine au minimum, le tout... pour 2.500 scénarios différents !

En effet, pour couvrir l'ensemble du spectre des futurs possibles, Jacques Laskar a d'abord implémenté dans le plus puissant supercalculateur français du Cines (Centre informatique national de l'enseignement supérieur), à Montpellier, prénommé Jade, les coordonnées des planètes, précises au mètre près, données par les satellites qui sont actuellement en orbite autour des planètes, tels que Messenger (Mercure), Venus Express, Mars Express, Cassini (Saturne). Il a ensuite demandé à Jade, de calculer 2.500 versions différentes du futur, en changeant légèrement la position de Mercure, la plus instable et donc la plus décisive des planètes.

Pourquoi 2.500 ? Parce que ce chiffre correspond au maximum de puissance de calcul de la machine en fonction des variations possibles de la position actuelle de Mercure. D'un scénario à l'autre, la position de la planète, qui se trouve à 57,909176 millions de kilomètres du Soleil, a été modifiée de... 0,38 mm ! Et c'est cette infime différence de condition initiale de calcul qui peut induire, après plus d'un milliard d'années d'évolution, la chute de Mercure sur le Soleil, l'éjection de Mars ou la collision entre Vénus et la Terre !

Un terrain de jeu quasi infini
C'est désormais vers les autres systèmes planétaires que se tourne Jacques Laskar, un terrain de jeu quasi infini pour ses simulations numériques. Et ce que les astronomes commencent à voir émerger, ce sont des systèmes où on n'aboutit pas à la formation de petites planètes, mais à une seule grosse, qui gravite près de son étoile. Exactement ce que découvrent actuellement les spécialistes des exoplanètes avec leurs télescopes...

http://www.letelegramme.com/ig/generales/france-monde/monde/sciences-des-collisions-entre-planetes-sont-possibles-17-01-2010-740595.php

Même pas peur :blbl:

Lune a écrit:Même pas peur :blbl:

:megalol: :megalol: :megalol: :megalol: :megalol:

Bonsoir,

LM-5 a écrit:Certes, dans 99 % des simulations, tout se passe bien : les planètes suivent leur trajectoire durant toute la durée de vie du système solaire. Mais dans 1 % des cas, la mécanique céleste se dérègle et les planètes déraillent...

Tout cela avec probablement un grand nombre d'hypothèses ad hoc (densité de comètes dans le nuage de Oort, existence ou pas de champ d'astéroïdes ou de naine brune sur la trajectoire du soleil autour du centre galactique ...), ce qui fait que la marge d'erreur sur les 1% doit être de l'ordre de + ou - 98% ...

A+,
Argyre

Je n'aime pas trop qualifier de "science" les simulations informatiques qui sortent du domaine de définition déterminé par l'expérimentation et les mesures... Se rappeler que les modèles théoriques ne sont que des modèles, pas la réalité, et font l'impasse sur toute une série de paramètres mineurs trop nombreux pour être quantifiés, de là à faire des projections informatiques à trop long terme...
Toutes ces simulations informatiques sont à prendre avec des pincettes, sinon on arrive à la conclusion qu'une flatulence de vache sacrée en Inde déclenche 6 mois plus tard un ouragan dans le golf du Mexique... :lol!:

Henri a écrit:Toutes ces simulations informatiques sont à prendre avec des pincettes, sinon on arrive à la conclusion qu'une flatulence de vache sacrée en Inde déclenche 6 mois plus tard un ouragan dans le golf du Mexique... :lol!:

Sauf, (humour que j'apprécie mis à l'écart) ;), que le raisonnement ne s'applique pas sur une projection à 6 mois mais se compte en extrapolation sur des centaines de millions d'années voire quelques milliards. Evidemment c'est loin. Mais la mécanique céleste est loin d'être stable et ce n'est pas une information négligeable. l'homme a toujours aimé les calculs de probabilités, quels qu'ils soient, et il n'est nullement démontré pour prendre un exemple plus près de nous dans le temps, que la trajectoire d'un astéroïde gros et dangeureux que le NORAD surveille ne sera pas légèrement modifiée par un événement imprévu même infime qui le fera venir percuter la Terre alors qu'on le voyait passer à côté...
Plus terre à terre, sur un même trajet, et toujours en terme de probabilités, un automobiliste qui roule à tombeau ouvert est moins sûr d'arriver à destination sans pépin qu'un conducteur prudent et qui roule moins vite, et n'est même pas sûr d'arriver le premier si l'on tient compte des aléas du trajet...
Tout cela n'est que suppositions je suis d'accord, mais à mon avis c'est tout de même passionnant. Argyre va d'ailleurs dans le sens des nombreux paramètres qui peuvent influer sur la mécanique céleste, et le comportement d'un univers dont il est "probable" qu'on en connaisse encore que moins de 0,5%...(!)

Effectivement c'est un sujet extrêmement intéressant et qui touche à tout les fondamentaux aussi bien des Mathématiques (Théorie du Chaos, attracteur étrange, probabilités...) que de la Physique (Entropie, Irréversibilité...) et de la Cosmologie.

Giwa a écrit:Effectivement c'est un sujet extrêmement intéressant et qui touche à tout les fondamentaux aussi bien des Mathématiques (Théorie du Chaos, attracteur étrange, probabilités...) que de la Physique (Entropie, Irréversibilité...) et de la Cosmologie.

Absolument cher Giwa

En tout cas c'est un sujet sur le très long terme et qui progressera aussi en fonction de l'étude des exo-planètes lorsque l'on deviendra capable de cartographier des exo-systèmes planétaires au complet et d'en établir des catalogues. On découvrira peut-être alors des agencements plus fréquents que d'autres en fonction des catégories d'étoiles et du stade de leur évolution.

Dans la pratique, la structure du système solaire ne parait pas avoir radicalement changé depuis 3-4 milliards d'années, passée la phase de formation, le système solaire ne doit pas être si instable que ça.
Pendant ce temps, aucune planète n'est venu percuter la Terre, qui est toujours resté à peu près à la même distance du soleil, et les grosses planètes sont sur de belles orbites quasiment circulaires.

lambda0 a écrit:Pendant ce temps, aucune planète n'est venu percuter la Terre,

Faux si l'ont considère l'hypothèse de plus en plus admise que la formation de la Lune résulterait (conditionnel) d'une collision d'un autre astre avec la Terre, à l'origine...

LM-5 a écrit:

lambda0 a écrit:Pendant ce temps, aucune planète n'est venu percuter la Terre,

Faux si l'ont considère l'hypothèse de plus en plus admise que la formation de la Lune résulterait (conditionnel) d'une collision d'un autre astre avec la Terre, à l'origine...

J'ai bien précisé "depuis 3-4 milliards d'années, passée la phase de formation"...
La collision à laquelle tu fais allusion ne découle pas d'une instabilité à long terme du système solaire mais du fait qu'à l'époque, les orbites n'étaient pas encore "nettoyées", juste après la formation du système.

lambda0 a écrit:

LM-5 a écrit:

lambda0 a écrit:Pendant ce temps, aucune planète n'est venu percuter la Terre,

Faux si l'ont considère l'hypothèse de plus en plus admise que la formation de la Lune résulterait (conditionnel) d'une collision d'un autre astre avec la Terre, à l'origine...

J'ai bien précisé "depuis 3-4 milliards d'années, passée la phase de formation"...
La collision à laquelle tu fais allusion ne découle pas d'une instabilité à long terme du système solaire mais du fait qu'à l'époque, les orbites n'étaient pas encore "nettoyées", juste après la formation du système.

C'est vrai. Pardon d'avoir omis cette période "turbulente" de la formation de notre système solaire.

Tiens, ça me rappelle un grand classique de cinéma SF : "When worlds collide" (1951)
Galerie d'images ici :
http://minilien.com/?o81s4yCg7L

lambda0 a écrit:Dans la pratique, la structure du système solaire ne parait pas avoir radicalement changé depuis 3-4 milliards d'années, passée la phase de formation, le système solaire ne doit pas être si instable que ça.
Pendant ce temps, aucune planète n'est venu percuter la Terre, qui est toujours resté à peu près à la même distance du soleil, et les grosses planètes sont sur de belles orbites quasiment circulaires.

Effectivement c'est une constation que notre système planétaire est de moins en moins chaotique qui serait peut-être à relier avec la théorie des attracteurs étranges . En tout cas le principe de précaution s'mpose quant-même et pour une fois être prétentieux devrait être une qualité : considérons notre configuration de notre système solaire comme exceptionnelle avant d'en savoir beaucoup plus sur les exo-systèmes stellaires. Il y a toujours ce fameux paradoxe de Fermi inquiétant :
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/autres-f21/reflexions-sur-le-paradoxe-de-fermi-t2480.htm

Giwa a écrit:

lambda0 a écrit:Dans la pratique, la structure du système solaire ne parait pas avoir radicalement changé depuis 3-4 milliards d'années, passée la phase de formation, le système solaire ne doit pas être si instable que ça.
Pendant ce temps, aucune planète n'est venu percuter la Terre, qui est toujours resté à peu près à la même distance du soleil, et les grosses planètes sont sur de belles orbites quasiment circulaires.

Effectivement c'est une constation que notre système planétaire est de moins en moins chaotique qui serait peut-être à relier avec la théorie des attracteurs étranges ...

Ca fait longtemps qu'on recherche une justification théorique à la loi empirique de Titius-Bode.

A+

lambda0 a écrit:Dans la pratique, la structure du système solaire ne parait pas avoir radicalement changé depuis 3-4 milliards d'années, passée la phase de formation, le système solaire ne doit pas être si instable que ça.
Pendant ce temps, aucune planète n'est venu percuter la Terre, qui est toujours resté à peu près à la même distance du soleil, et les grosses planètes sont sur de belles orbites quasiment circulaires.

Bonjour,

Aucune planète n'est venue percuter la Terre, sans doute, mais il se peut que certains gros astéroïdes tombés sur Terre ce dernier milliard d'années soient des résidus de petite planète disloquée au passage de Jupiter ou Saturne. En ce qui concerne la position de la Terre, à quel point est-on sure qu'elle soit restée sur cette orbite ? Après tout, sur 500 millions d'années, elle a pu dériver un peu, non ?

Quant au système solaire dans son ensemble, après tout, on n'en sait rien. Il se peut qu'il y ait eu une planète entre Mars et Jupiter et qu'elle ait été éjectée ? Ou que Jupiter l'ait absorbée ? Et pourquoi l'orbite de Mars est-elle si excentrée ? Que dire également de l'inclinaison d'Uranus ?
Et les anneaux de Saturne sont aussi là pour témoigner d'un impact important ...
Le passé est sans doute aussi surprenant que l'avenir ...

A+,
Argyre

lambda0 a écrit:Ca fait longtemps qu'on recherche une justification théorique à la loi empirique de Titius-Bode.

A+

Il ne faut jamais se décourager à l’exemple de certaines conjectures de mathématique qui ont demander du temps pour en venir à bout. Puisque Henri Poincaré a été évoqué sur ce fil, sa conjecture concernant les sphères 3D vient (qu’est ce que sait que sept ans à l’échelle des sciences !) d’être démontré par Grigori Perel man :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Conjecture_de_Poincar%C3%A9

Mais en attendant une très éventuelle démonstration de la « loi » empirique de Titius – Bode qui prend déjà un peu de plomb dans l’aile avec les découvertes d’exo-planètes géantes à proximité de leur étoile (même si celle-ci n’est pas de même type que le Soleil), le principe de précaution s’impose et soyons prétentieux : considérons qu’il n’y a pas de loi et que nous sommes exceptionnels et qu’ il y a intérêt à nous -euh ! - à se choyer. ;)

Argyre a écrit:
Bonjour,

Aucune planète n'est venue percuter la Terre, sans doute, mais il se peut que certains gros astéroïdes tombés sur Terre ce dernier milliard d'années soient des résidus de petite planète disloquée au passage de Jupiter ou Saturne. En ce qui concerne la position de la Terre, à quel point est-on sure qu'elle soit restée sur cette orbite ? Après tout, sur 500 millions d'années, elle a pu dériver un peu, non ?

Quant au système solaire dans son ensemble, après tout, on n'en sait rien. Il se peut qu'il y ait eu une planète entre Mars et Jupiter et qu'elle ait été éjectée ? Ou que Jupiter l'ait absorbée ? Et pourquoi l'orbite de Mars est-elle si excentrée ? Que dire également de l'inclinaison d'Uranus ?
Et les anneaux de Saturne sont aussi là pour témoigner d'un impact important ...
Le passé est sans doute aussi surprenant que l'avenir ...

A+,
Argyre

Effectivement soyons sûr de rien surtout que notre système solaire n'est pas en vase clos et qu'il nous faut compter aussi sur les perturbations extérieures :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Attracteur
Dans l'étude des systèmes dynamiques, un attracteur (ou ensemble-limite) est un ensemble, une courbe ou un espace vers lequel un système évolue de façon irréversible en l'absence de perturbations

Argyre a écrit:
...
En ce qui concerne la position de la Terre, à quel point est-on sure qu'elle soit restée sur cette orbite ? Après tout, sur 500 millions d'années, elle a pu dériver un peu, non ?
...

Continuité des conditions permettant la vie sur plusieurs milliards d'année, étude des paléoclimats, etc.
Par ailleurs, on sait que de légères variations orbitales peuvent expliquer le passage de périodes chaudes à des périodes glaciaires, entre autres causes.
Tout celà place des limites aux variations qui ont pu avoir lieu dans le passé.

A+

lambda0 a écrit:Continuité des conditions permettant la vie sur plusieurs milliards d'année, étude des paléoclimats, etc.

Dans le même style, ne pourrait-on prétendre à l'inverse ?
Il y a plusieurs périodes avec extinction massive d'espèces animales qu'il est difficile d'expliquer par la seule chute d'un astéroïde. Pour l'extinction du crétacé, certains ont d'ailleurs avancé la théorie d'un volcanisme accru à la place ou en complément de l'astéroïde. De plus, au lieu d'expliquer toutes les variations climatiques avec la tectonique des plaques (par exemple certaines régions aujourd'hui équatoriales étaient au pôle sud ...), on pourrait impliquer la dérive spatiale, non ?
Et si ces extinctions et ce volcanisme étaient dus à une perturbation majeure de l'orbite terrestre suite au rapprochement avec un planétoïde important situé sur une orbite presque identique ? Par exemple, la Terre aurait pu se rapprocher ou s'éloigner de 30 millions de km par rapport au soleil, respectivement au périhélie et à l'aphélie. Grâce à Jupiter, il y aurait eu un retour à une orbite plus circulaire (?). Quant au planétoïde en question, il a pu frôler Jupiter et finalement entrer en collision avec Saturne, ce qui expliquerait les anneaux ...

A+

Giwa a écrit:Effectivement c'est un sujet extrêmement intéressant et qui touche à tout les fondamentaux aussi bien des Mathématiques (Théorie du Chaos, attracteur étrange, probabilités...) que de la Physique (Entropie, Irréversibilité...) et de la Cosmologie.

Je rajouterais même la philosophie... par l'intermédiaire de l'équation de Drake.

En effet, quelle est la probabilité de se retrouver dans une configuration à la fois stable et sans trop de risques de collisions?
Quelle est par exemple la probabilité, en partant de l'effondrement d'un nuage de gaz, d'arriver à

- Une étoile
- Une planète tellurique à distance correcte (température)
- Un satellite géant qui stabilise son axe de rotation (stabilité climatique)
- Des planètes géantes qui attirent la majorité des astéroïdes et comètes de passage...

Quelle est l'espérance de "vie" moyenne d'un tel système ? (dans tous les sens possibles)

Argyre a écrit:

lambda0 a écrit:Continuité des conditions permettant la vie sur plusieurs milliards d'année, étude des paléoclimats, etc.

Dans le même style, ne pourrait-on prétendre à l'inverse ?
Il y a plusieurs périodes avec extinction massive d'espèces animales qu'il est difficile d'expliquer par la seule chute d'un astéroïde. Pour l'extinction du crétacé, certains ont d'ailleurs avancé la théorie d'un volcanisme accru à la place ou en complément de l'astéroïde. De plus, au lieu d'expliquer toutes les variations climatiques avec la tectonique des plaques (par exemple certaines régions aujourd'hui équatoriales étaient au pôle sud ...), on pourrait impliquer la dérive spatiale, non ?
Et si ces extinctions et ce volcanisme étaient dus à une perturbation majeure de l'orbite terrestre suite au rapprochement avec un planétoïde important situé sur une orbite presque identique ? Par exemple, la Terre aurait pu se rapprocher ou s'éloigner de 30 millions de km par rapport au soleil, respectivement au périhélie et à l'aphélie. Grâce à Jupiter, il y aurait eu un retour à une orbite plus circulaire (?). Quant au planétoïde en question, il a pu frôler Jupiter et finalement entrer en collision avec Saturne, ce qui expliquerait les anneaux ...

A+

... Tout comme ce que l'on conviendra de nommer "événements célestes", telles les éruptions solaires inégales, aptes à perturber notre environnement terrestre naturel mais aussi nos instruments. Ce sacré Soleil est pourtant éloigné de notre Terre de plus ou moins 149,6 millions de kms (1 UA). Que se passerait-il s'il décidait un jour de "s'énerver" un peu plus ? Rien ne nous permet d'écarter cette éventualité. Nous aurions sans aucun doute des surprises, et des conséquences plus ou moins importantes pour Mercure, aux avant-postes, seraient à attendre. Mercure qui par-delà même, serait susceptible de voir sa ronde orbitale modifiée et même si c'est peu... entraînerait par ce fait une modification certaine de l'équilibre général des autres orbites. Réactions en cascade à plus ou moins long terme en quelque sorte, mais qui pourraient bouleverser pas mal de choses.

lambda0 a écrit:Tiens, ça me rappelle un grand classique de cinéma SF : "When worlds collide" (1951)
Galerie d'images ici :
http://minilien.com/?o81s4yCg7L

Flute alors.... !!! Je ne me souviens pas de l'avoir vu celui là !!!
Aurais-je raté un grand classique de la SF ?

Moi, je ne m'inquiète pas, ça fait plus de 4 milliards d'années que nos planètes n'ont pas bougées... :sage: :)