Le mouvement des planètes

Publié par Publication le 03/08/2004 à 20:19
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 est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et...) pour l'éternité:

Introduction

Depuis toujours, les astres et le système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant...) 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 (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) allemand Johannes Kepler (Johannes Kepler (ou Keppler), né le 27 décembre 1571 à Weil der Stadt dans le Bade-Wurtemberg et mort le 15 novembre 1630 à Ratisbonne en Bavière,...), des lois physiques qu'Isaac Newton (Isaac Newton (4 janvier 1643 G – 31 mars 1727 G, ou 25 décembre 1642 J – 20 mars 1727 J) est un philosophe, mathématicien, physicien, alchimiste et astronome anglais. Figure...) 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...), mais aussi des connaissances astronomiques précédentes d'Aristote (Aristote (en grec ancien Ἀριστοτέλης / Aristotélês) est un philosophe grec né à Stagire...), de Platon (Platon (en grec ancien Πλάτων / Plátôn), Athènes, 428 - 427 av. J.-C., 347 - 346 av. J.-C., est un philosophe grec, contemporain de la démocratie athénienne et des sophistes, qu'il...), de Ptolémée (Claudius Ptolemaeus (en grec : Κλαύδιος Πτολεμαῖος), communément appelé 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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) 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 (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune,...) occupe un des foyers.
- Le segment qui joint une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...) au soleil balaie des aires (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) égales en des intervalles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) égaux.
- Le carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un...) du temps de révolution des diverses planètes est proportionnel au cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace. C'est un des cinq...) 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 »...) sont le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la...) des corps, mais aussi la force d'attraction de la terre sur la lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de...) 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 (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave)....) des corps et inversement proportionnelle au carré de leur distance.
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