Les mathématiques unifient la dynamique interplanétaire et l'atome

Ces dernières années, les mathématiciens ont découvert un parallèle presque parfait entre le mouvement d'un vaisseau spatial dans le système solaire et le mouvement des atomes dans une réaction chimique. C'est cette unité cachée qui a conduit à des voies innovantes de conception des missions spatiales.

La part céleste de cette unité résulte de la théorie "des systèmes dynamiques", qui décrit comment un groupe de corps célestes tels que le Soleil, la Terre et un vaisseau spatial se déplace sous l'influence de leur force de gravitation mutuelle. Il s'avère que la complexité des forces de gravité crée les "autoroutes" tubulaires dans l'espace entre les différents objets. Si le vaisseau spatial pénètre sur l'une de ces autoroutes, il est propulsé tout le long sans qu'il ne lui soit nécessaire d'utiliser intensément ses propres moteurs.

Le coté atomique, pour sa part, résulte de la théorie "des états de transition", qui décrit comment des atomes sont transférés d'une molécule à une autre lors d'une réaction chimique.

L'unité existe parce que les mêmes équations mathématiques s'appliquent dans les deux cas, ce qui signifie que ce que l'on découvre et comprend de l'analyse d'une classe de problèmes peut aider à analyser l'autre. Par exemple, lorsque la NASA a préparé la récente mission Genesis d'échantillonnage du vent solaire, elle a élaboré l'orbite complexe du vaisseau spatial avec l'aide de spécialistes en physique atomique, tels que le mathématicien Jerrold Marsden de l'Institut de Technologie de Californie, de l'ingénieur Shane Ross de l'Université de la Californie de Sud, et du physicien Turgay Uzer de l'institut de Technologie de Géorgie.

Les travaux de ces trois scientifiques sont décrits dans un article à paraître dans l'édition d'octobre 2005 des "Notices of the American Mathematical Society".