La mort du système solaire par chaos
Au début l'histoire commençait bien, la Terre, plate puis sphérique, était au centre du monde que les Dieux tout-puissants ou le Dieu Horloger avaient créé. Les planètes et le soleil tournaient autour d'elle sur des sphères parfaites séparées par l'éther, et sur la sphère des fixes étaient accrochées les étoiles. Les relevés se sont multipliés et puis d'étranges mouvements de retour arrière de quelques planètes ont été découverts. Pas grave puisqu'il suffit de deux cercles qui roulent l'un dans l'autre pour produire cet effet. A moins que la terre ne soit pas au centre du monde, peut-être serait-ce le soleil... Le mouvement des planètes vu de la terre serait relatif et apparent mais pas absolu comme s'eût été le cas si la terre avait été fixe. On s'aperçut aussi que les trajectoires des planètes étaient bien allongées pour être des cercles, les ellipses conviendraient mieux et c'est ce que découvrit Kepler en interprétant les nombreux relevés de Tycho Brahé. La face est sauve puisque l'on peut même construire une ellipse à l'aide de cercles, mais cela ne devait plus tellement être un sujet d'actualité tellement les croyances anciennes avaient déjà du être balayées. Le système solaire, retiré dans un coin de la voie lactée, s'est ensuite un peu endormi sur ses belles orbites elliptiques et régulières jusqu'à ce qu'un jour un mathématicien du nom de Poincaré vienne un peu le réveiller et lui souffler dans l'oreille qu'il n'était pas éternel. Les trajectoires de 3 corps en mouvement peuvent devenir très instables et leur avenir dépendre énormément des conditions initiales et donc de très faibles variations de trajectoires. Même si l'un d'entre eux est immobile, le système peut toujours être chaotique et soumis à de très fortes variations, en rendant toute tentative de lecture de l'avenir impossible. Si le système simplifié de 3 corps dont le plus massif est immobile est déjà complexe, nous pouvons imaginer ce qu'il en est avec plus de 3 corps, ce qui est le cas du système solaire actuel.
La validité éternelle d'une loi n'entraîne pas la stabilité des trajectoires, qu'on se le dise!
Pour devenir apprenti en système solaire, il est possible de faire ses premiers pas sur cet applet qui permet de simuler le comportement d'un système comprenant jusqu'à 4 planètes et/ou étoiles en pouvant définir leurs masses respectives et les conditions initiales pour chacune d'entre elles.
Des calculs numériques effectués par l'astronome Jacques Laskar en 1989-1990, puis confirmés par Sussman & Wisdom en 1992, ont montré que le système solaire est chaotique, avec un horizon de Lyapounov de l'ordre de 200 millions d'années. C'est à dire que quelque soit les méthodes utilisées pour faire les calculs, le comportement du système solaire, dans 200 millions d'années et dans sa configuration actuelle, est imprévisible (de très faibles variations peuvent cependant rendre interprétables des calculs réalisés sur une plus grande échelle de temps).
Comme on peut s'en douter les calculs sur ce sujet sont très coûteux, longs et demandent des puissances informatiques importantes. Pour affiner les résultats, il a aussi fallu corriger le modèle de Newton avec celui de la relativité générale d'Einstein. Jacques Laskar et Michkael Gastineau ont lancé près de 2500 simulations de l'évolution du système solaire sur une durée de 5 milliards d'années ( temps que devrait mettre le soleil pour devenir une géante rouge et nous croquer... quoique ce pourrait être plus mais de toutes façons ça va chauffer!). Quatre mois et 7 millions d'heures de calculs plus tard, les résultats tombent:
Dans 1% des cas l'excentricité de Mercure augmente de façon importante, pouvant entraîner une collision avec le Soleil ou Vénus. 48 cas prévoient que la Terre entre en collision avec une autre planète.
Ces résultats sont à interpréter de façon statistique et il ne faut pas les lire comme l'avenir du système solaire à partir de conditions initiales données mais comme un ensemble d'avenirs possibles sur lequel on peut s'appuyer pour réaliser un calcul de probabilités. Il semblerait que si très forte instabilité dans le système solaire il y a, celle-ci pourrait apparaître avec la trajectoire de Mercure vers 3.4 milliards d'années. En fait plus le système est de nature chaotique plus la prévisibilité est difficile voire impossible au delà d'une certaine limite puisque le système amplifie les erreurs sur les conditions initiales avec une loi exponentielle ( d'exposant celui de Lyapounov ). Actuellement le système solaire est instable mais avec de très faibles variations de trajectoires, c'est à dire que les trajectoires des planètes varient peu et ne peuvent pas donner lieu à des collisions. Il s'agit en fait d'une période de stabilité marginale atteinte après la phase de très forte instabilité qui a eut lieu lors de la création du système solaire, période pendant laquelle les "planètes" se sont heurtées et agrégées pour aboutir au système que nous connaissons actuellement où toute possibilité de rencontre entre planètes est de l'ordre de la durée de vie du système lui même et donc fortement improbable.
On pourrait donc dire comme pour la bourse " Tout est très calme, sauf quand ça bouge beaucoup".
Source: L'article de Futura-Sciences : Quand le chaos détruira le système solaire.
A consulter :
Périodicité et Chaos dans le système solaire conférence en vidéo de Jacques Laskar
Les représentations du système solaire en Europe
D'autres liens pour compléter
Le chaos et Mercure (CNRS - Laskar)
Commentaires
j'avais lu "la mort du système scolaire par chaos"... mais vu l'arbre du projet de réforme en quelques mots ça à un peu l'air :)
Je pense que le système scolaire relève plus de la mutation profonde que de la mort!