Le mouvement des planètes a toujours intrigué les hommes, qui s'efforcèrent de proposer des modèles expliquant les observations. Ce dossier retrace l'historique des connaissances sur le mouvement des planètes, et formule les différentes lois qui les régissent.

Les auteurs sont Alexis Weil (aweil@essex.ac.uk), Cyril Rufener et Guillaume d'Audiffret, un grand merci à eux.


Atlas condamné à porter la Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant du Soleil.) pour l'éternité:

Introduction

Depuis toujours, les astres et le système solaire (Le système solaire est le nom donné au système planétaire composé du Soleil et des objets célestes gravitant autour de lui. Par extension, le terme système solaire peut parfois être employé pour désigner d’autres systèmes...) passionnent les scientifiques ; la curiosité de ces derniers les a mené à élaborer des expériences sur le phénomène des mouvements des planètes jusque là ignoré par le reste de la société. Depuis les grands astrophysiciens comme Kepler ou Newton, nous expliquons ces phénomènes à partir de lois physiques.

Après 2000 ans de réflexions sur la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), nous avons une bonne compréhension du phénomène, mais celle-ci est encore incomplète. Cette compréhension vient d'abord des lois descriptives de l'astronome allemand Johannes Kepler, des lois physiques qu'Isaac Newton (Sir Isaac Newton était un philosophe, mathématicien, physicien et astronome anglais né le 4 janvier 1643 du calendrier grégorien[1] au manoir de Woolsthorpe près de...) apporta au XVIIeme siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être l'âge du...), mais aussi des connaissances astronomiques précédentes d'Aristote, de Platon, de Ptolémée et de Copernic ...

Mouvement képlérien:

Lorsqu'elles sont observées depuis la terre, les planètes présentent des trajectoires très compliquées. Au XVIème siècle, Tycho-Brahé a effectué un grand nombre (Un nombre est un concept caractérisant une unité, une collection d'unités ou une fraction d'unité.) de mesures relatives à la position des planètes. Au début du XVII siècle, Képler a étudié les documents de Tycho-Brahé. Il a trouvé que le mouvement des planètes est décrit par trois lois:
- Les trajectoires des planètes sont des ellipses dont le soleil ((pourcentage en masse)) occupe un des foyers.
- Le segment qui joint une planète (Selon la dernière définition de l'Union astronomique internationale (UAI), « une planète est un corps céleste (a) qui est en orbite autour du Soleil,...) au soleil balaie des aires égales en des intervalles de temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les éléments qui le composent bougent, se transforment et évoluent pour l'observateur qu'est...) égaux.
- Le carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés : c'est un quadrilatère qui est à la fois un rectangle (il a quatre angles droits) et un losange (ses quatre...) du temps de révolution des diverses planètes est proportionnel au cube (En géométrie élémentaire, un cube est un prisme dont les côtés sont tous égaux. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace....) des grands axes de leurs orbites.

Théorie de Newton:

Newton formula l'hypothèse que tous les corps exercent des forces d'attraction les uns sur les autres. Les manifestations les plus immédiates de cette force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles « force (vertu) » et...) sont le poids (Le poids d'un corps nu ou force de pesanteur est la force exercée sur un corps (de masse m) immobile dans le référentiel terrestre (c’est-à-dire, lié à l'objet solide Terre en...) des corps, mais aussi la force d'attraction de la terre sur la lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite naturel de la Terre. Par sa visibilité et ses excentricités, la Lune...) ou du soleil sur les planètes. Newton montra que les mouvements des planètes pouvaient être entièrement expliqués si l'on admettait la loi suivante, la Loi de la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.): La force d'attraction est proportionnelle à la masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur interaction gravitationnelle.) des corps et inversement proportionnelle au carré de leur distance.