La gravité...

[invitec24be066]

Bonjour,

Bon voici que je me pose une question depuis que j’ai regardé un documentaire sur l’univers et j’ai décidé de venir la poser ici étant donné que j’avais déjà fréquenté le site plusieurs fois avant.

Alors, c’était un documentaire où les mécanismes de l’univers y étaient expliqué depuis sa formation. Pour rappeler la relativité générale de Einstein qui dit que l’espace temps est flexible, un astrophysicien à pris une toile de caoutchouc bien tendu puis lui à déposé une sphère en verre pour représenter une étoile dans l’espace. On distinguait bien que la sphère faisait courber la toile tout
comme les étoiles le font avec l'espace temps.

Par la suite, il prend une sphère plus petite et la lance sur la toile pour constater que la plus petite sphère se mettra à orbiter autour de la plus grosse tout comme les planètes le font avec une étoile.

Enfin, la petite sphère fini par se rapprocher de plus en plus de la grosse pour finalement entrer en collision avec elle. Ainsi, l’astrophysicien fini par dire que rien n’échappe à la gravité et que malgré la vitesse de rotation de la petite sphère autour de la plus grosse elle finira inévitablement par entrer en collision avec la plus grosse.

C’est alors que je me suis demandé est-ce que cela veux dire que les planètes finiront tous inévitablement par entrer en collision avec l’étoile autour de laquelle elles orbites mais étant donné que c’est sur une période de plusieurs milliards d’années, cela est peu observable?

Car on doit toujours replacer les satellites et la station spatiale internationale sur leur orbite sinon ils finiraient par s’écraser sur terre. Un peu comme le ‘Skylab’ qui avec les tempêtes solaire on réchauffées l’atmosphère, donc l’on dilaté et cela à accéléré la chute du satellite. Car il ne faut pas oublier que malgré l’effet d’impesanteur une personne en orbite autour de la terre est en fait 10% moins attiré vers elle.

Preuve que la gravité est assez puissante. Alors, allons nous finir par nous écraser sur notre soleil?

merci
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[Ygo]

Bonsoir

Aïe aïe aïe... il va y avoir beaucoup de choses à préciser pour dissiper quelques malentendus !

L'histoire de la toile en caoutchouc, d'accord, c'est une comparaison utile... à condition de ne pas la "pousser" trop loin ! En particulier, cette "expérience" introduit un facteur qui N'EXISTE PAS dans l'espace réel : les frottements ! ! !

Enfin, la petite sphère fini par se rapprocher de plus en plus de la grosse pour finalement entrer en collision avec elle. Ainsi, l’astrophysicien fini par dire que rien n’échappe à la gravité et que malgré la vitesse de rotation de la petite sphère autour de la plus grosse elle finira inévitablement par entrer en collision avec la plus grosse

Là, désolé, mais le gars qui a dit ça n'est sûrement pas astrophysicien... ou alors moi je suis la reine d'Angleterre. Sa petite sphère va arriver sur la grosse A CAUSE DES FROTTEMENTS, et cela ne correspond plus à la réalité ! ! !

Alors, allons nous finir par nous écraser sur notre soleil?

NON ! catégoriquement non... puisqu'il n'y a PAS de frottements ni d'interaction permettant (dans le système solaire actuel) de "freiner" la Terre de manière sensible, même en plusieurs milliards d'années. (Ouf !)

Car on doit toujours replacer les satellites et la station spatiale internationale sur leur orbite sinon ils finiraient par s’écraser sur terre. Un peu comme le ‘Skylab’ qui avec les tempêtes solaire on réchauffées l’atmosphère, donc l’on dilaté et cela à accéléré la chute du satellite.

Là, le problème est différent : à 250 ou 300 km d'altitude, il y a encore suffisamment de gaz pour exercer un très léger freinage sur les satellites et les "descendre" en quelques mois ou années. Mais d'une part ils sont "proches" du sol (par rapport au rayon de la Terre, ils font du rase-mottes) et d'autre part ils ont un rapport surface / masse très défavorable (en particulier à cause des panneaux solaires).

Car il ne faut pas oublier que malgré l’effet d’impesanteur une personne en orbite autour de la terre est en fait 10% moins attiré vers elle.

Je ne me sens pas le courage de me lancer ce soir dans une explication sur l'impesanteur...

A suivre donc, si nécessaire...

[Gilgamesh]

C’est alors que je me suis demandé est-ce que cela veux dire que les planètes finiront tous inévitablement par entrer en collision avec l’étoile autour de laquelle elles orbites mais étant donné que c’est sur une période de plusieurs milliards d’années, cela est peu observable?

Oui, dans le cadre de la Relativité Générale, contrairement à celui de la gravité newtonienne, même un système à deux corps est métastable : il rayonne de l'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles et les deux corps se rapprochent (il n'y a pas d'onde gravitationnelle avec Newton, d'où la stabilité du système).

Le temps de coalescence t de deux corps de masse m1 et m2 séparés initialement par une distance orbitale r se calcule comme :



avec G la cte de gravitation 6,67.10^-11 SI et c la vitesse de la lumière 3.10⁸ m/s
Pour le système Terre - Soleil (en négligeant le reste du système en première approx) on a :

m1 : 2.10³⁰ kg
m2 = 6.10²⁴ kg
r = 1,5.10¹¹ m
t = 3,4.10³⁰ s soit 10²³ années (8000 milliards de fois l'âge actuel de l'Univers).

Car on doit toujours replacer les satellites et la station spatiale internationale sur leur orbite sinon ils finiraient par s’écraser sur terre. Un peu comme le ‘Skylab’ qui avec les tempêtes solaire on réchauffées l’atmosphère, donc l’on dilaté et cela à accéléré la chute du satellite. Car il ne faut pas oublier que malgré l’effet d’impesanteur une personne en orbite autour de la terre est en fait 10% moins attiré vers elle.

Tous ces effets n'ont rien à voir avec ce qui précède. La nécessité des rehaussements d'orbite des satellites artificiels a pour cause unique les frottements avec l'atmosphère résiduelle.

Preuve que la gravité est assez puissante. Alors, allons nous finir par nous écraser sur notre soleil?
merci

A très très long terme c'est envisageable, mais il peut se passer plein d'autres événements astronomiques d'ici là, au cours du périple galactique du Soleil éteint, en une telle durée.

a+

[Gilgamesh]

NON ! catégoriquement non... puisqu'il n'y a PAS de frottements ni d'interaction permettant (dans le système solaire actuel) de "freiner" la Terre de manière sensible, même en plusieurs milliards d'années. (Ouf !)

Disons que la durée de coalescence pour des corps de faible compacité et éloignés, comme une étoile et sa planète est tellement hors échelle par rapport à l'âge de l'univers qu'on peut en première approximation considérer que ta réponse est le bonne.

Toutefois il est fort possible que dans le documentaire, le "frottement" auquel il était fait allusion concerne les ondes gravitationnelles.

a+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite54d339d5]

Alors, allons nous finir par nous écraser sur notre soleil?

De mon côté j'ai lu quelque part (probablement sur wikipedia) que le soleil engloutirait la terre d'ici environs 8 milliards d'années, lors de son expension en fin de vie... Mais bon dans se cas les paramètres de départ ne sont plus les mêmes

[invitedc2ff5f1]

Et une fois de plus, rappelons que cette analogie de la nappe (ou du bas résille, encore mieux pour symboliser les lignes d'univers de l'espace-temps de Minkowsky ) n'est qu'une bonne image... si on ne la pousse pas trop loin. Car sur la démo de la nappe, ce qui crée le creux et attire la petite boule, c'est précisément la gravitation terrestre.

Cette image est donc géométriquement intéressante, mais physiquement fausse (disons inadaptée).

[Ygo]

Oui, dans le cadre de la Relativité Générale, contrairement à celui de la gravité newtonienne, même un système à deux corps est métastable : il rayonne de l'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles et les deux corps se rapprochent(...)

Merci, Gilgamesh, pour ces précisions et pour la relation que tu indiques (et que je ne connaissais pas)

C'est vrai, j'ai répondu un peu vite... et j'ai eu un point de vue "Newtonien de base". Heureusement que dans ce cas la "première approximation" est à peu près correcte.

Bonnes recherches !

[Gilgamesh]

A noter que par rapport à la dissipation régulière par OG, le chaos inhérent à un système à N corps représente une cause d'instabilité nettement plus puissante (tout en restant de très longue échéance dans l'absolu). Si la Terre ne se fait pas absorber par la géante rouge (ce qui semble devoir être le cas) et sur des durées se mesurant en centaines de milliards d'années, il est nettement plus probable qu'elle se fasse éjecter par interaction orbitale avec les grosses planètes plutôt que de finir sa course sur la naine blanche après avoir rayonné toute son énergie orbitale.

a+

[invitec24be066]

Merci pour les explications, maintenant c'est plus clair. Êtes vous physicien Gilgamesh? Car vos réponses sont d'une grande précision.

Merci

[inviteec0d6e6f]

Tout cette réflexion est intéressante car elle fait apparaitre que, malgré le fait que les lois de la physique les plus poussées dont on dispose (la RG) obligent théoriquement ces corps a finir en "boule", une autre loi de la physique, chaotique, la loi a N corps, permet cependant d'être certain que ça ne finira pas comme ça !

Quand Newton prend sa revanche sur Einstein...

[Gilgamesh]

Merci pour les explications, maintenant c'est plus clair. Êtes vous physicien Gilgamesh? Car vos réponses sont d'une grande précision.

Non, non... Mais à force d'en lire, on finit par avoir les idées à peu près claires.

Pour continuer sur ce thème, le chaos orbital est bien plus prononcé à la formation d'un système stellaire et il est bien possible que ce qu'on voit aujourd'hui dans notre système solaire (les huit planètes, leur cortèges de satellites et les petits corps) forme les vestiges d'un ensemble bien plus étendu. Une bonne partie des planètes éjectées doit flotter dans la Galaxie, loin de toute étoile...


a+