Le périhélie de Mercure
Sommaire
C'est là un phénomène qui a intrigué bien des hommes de science et qui a justement fait la
renommée d'Einstein même s'il n'a fait que des calculs pour connaître le phénomène sans pour autant l'expliquer. Expliquer cela c'est en même temps expliquer pourquoi
les orbites sont elliptiques?
Kepler n'avait fait que le constater sans dire pourquoi il en était ainsi.
I- Un phénomène intriguant
II- COMMENT EXPLIQUER LE MOUVEMENT DU PÉRIHÉLIE DE MERCURE ET CELUI DU PÉRITERRE DE LA LUNE?
III- Maintenant, pourquoi la rotation du grand axe?
IV- Considérations générales
Commentaires des internautes
Il faut aller plus loin et expliquer comment se produit la rotation
du grand axe du mouvement elliptique de Mercure? En ce temps-là,
ni même ce jour, on ne peut même pas expliquer encore le sens de
rotation des planètes (voir à ce sujet :
Cependant, il est plus facile d'expliquer le périhélie
de Mercure que le sens de translation des planètes.
Quand Einstein acheva ses calculs et trouva que ses résultats
concordaient avec l'anomalie observée dans la trajectoire de Mercure,
il sut qu'il avait franchi les limites de la physique newtonienne. « Pendant
quelques jours, je fus en proie à une joyeuse excitation »,
écrivit-il plus tard."
Le phénomène du périhélie de Mercure
a intrigué beaucoup d'astronomes et de théoriciens.
Depuis
que Newton a trouvé sa formule de la gravitation, les scientifiques
s'évertuent à en vérifier l'exactitude avec les faits
réels. Ils ont toujours buté au sujet de Mercure. C'est compréhensible
qu'ils aient achoppé car la gravitation de Newton est moins importante
pour expliquer ce phénomène que ne l'est la résistance
universelle. Il a fallu la Théorie de la relativité
générale pour prévoir et calculer le phénomène
sans cependant trouver la cause réelle de ce fait. Voilà
ce qu'en pense Albert Einstein.
Nous devons ici fixer notre attention sur un des écarts.
D'après la théorie de Newton, une planète décrit
une ellipse qui conserverait, par rapport aux étoiles fixes, éternellement
la même position, si nous pouvions négliger l'influence des
autres planètes sur la planète considérée et
le mouvement propre des étoiles fixes. Abstraction faite de ces
deux influences, l'orbite de la planète devrait être une ellipse
invariable par rapport aux étoiles fixes, si la théorie de
Newton est rigoureusement exacte. Cette conséquence, qui peut être
examinée avec une très grande exactitude, a été
confirmée pour toutes les planètes, à l'exception
de la planète Mercure qui est la plus proche du Soleil, avec la
précision que l'observation permet d'atteindre aujourd'hui. On trouve
pour ce mouvement de rotation de l'ellipse la valeur de 43 secondes d'arc
par siècle, une valeur bien établie à quelques secondes
d'arc près. La Mécanique classique ne réussit à
expliquer ce phénomène qu'en prenant pour base des hypothèses
peu vraisemblables et imaginées uniquement à cet effet.
Il résulte de la Théorie de la relativité
générale que chaque ellipse planétaire doit nécessairement
tourner autour du Soleil de la manière indiquée plus haut;
que cette rotation est pour toutes les planètes, à l'exception
de Mercure, trop faible pour être constatée avec la précision
que l'observation permet d'atteindre aujourd'hui, mais qu'elle s'élève
pour Mercure à 43 secondes d'arc par siècle, exactement comme
l'observation l'a établi."
Les conclusions de la Théorie de la relativité générale
d'Einstein ont permis d'arriver à quelques secondes près
des observations directes faites sur l'orbite de la planète Mercure.
On a observé le phénomène du périhélie,
on l'a prévu, on l'a calculé, mais on n'a pas encore trouvé
de cause à la
rotation du grand axe de l'orbite elliptique de Mercure.
DU PÉRIHÉLIE DE MERCURE
ET
CELUI DU PÉRITERRE DE LA LUNE?
Time-Life:
"Einstein testa sa nouvelle conception de la gravitation et l'appliqua
à un problème inexpliqué par
les lois de Newton : la
précession du périhélie de l'orbite de Mercure.[...]
Time-Life, La machine-univers, Amsterdam, Éditions
Time-Life, 1992, page 15.
Albert Einstein:
"[...]Si l'on accroît la précision du calcul, on constate
des écarts de la théorie de Newton, qui échappent
encore presque tous à l'observation à cause de leur petitesse.
Einstein, Albert, La relativité, Petite
bibliothèque Payot, 1956, no 62, p. 119.
Il faut aller plus loin dans l'étude des causes. La loi de la résistance universelle pourrait bien être l'explication tant recherchée. Galilée, par cette loi, est plus important que l'on pense. Émettons donc cette hypothèse et voyons comment cela est possible.
À l'aide de la figure ci-dessus, observons l'application de cette loi. À gauche se trouve le NOYAU de la Galaxie. Le point bleu au centre est le centre géométrique ou plus précisément l'AXE DE ROTATION du noyau et le point vert est le point de gravité, différent du centre géométrique parce que le centre de la Galaxie est en rotation. Le point de gravité est d'autant plus décentré que la rotation de l'astre est grande . À droite en bas, une partie du système solaire: le Soleil, en rouge, et Mercure, en jaune, avec son orbite elliptique. Juste au-dessus, une réplique de ce même système 8372 ans plus tard quand le Soleil a parcouru 1o sur son orbite autour du noyau de la Galaxie. À l'arrière plan, les étoiles dites fixes. Mercure est représentée dans 4 positions différentes. Ce qui est décrit dans mes précédents livres sur les orbites elliptiques des astres sera maintenant très utile
En supposant même que l'orbite de Mercure eusse été circulaire juste avant la position 1, nous verrons qu'elle deviendra, durant le prochain tour, déjà elliptique. À la position 1, Mercure a une vitesse orbitale relativement à la Galaxie de 1 152 000 km/h, exactement la même que celle du Soleil. Qu'arrive-t-il quand elle commence à aller vers la position 2? Sa vitesse orbitale galactique augmente progressivement. Sa propre vitesse orbitale solaire s'additionne à sa vitesse orbitale galactique. (1 152 000 + 172 404 = 1 324 404 km/h). C'est durant cette augmentation de vitesse que la loi de la résistance universelle entre en action car la planète a une masse inerte trop grande pour être sur une orbite qui demande une vitesse même inférieure à celle qu'elle avait à la position 1. Elle s'éloignera donc du Soleil. Elle décrira la première pointe de l'ellipse. Durant ce temps, elle aura été freinée par deux causes conjuguées: la gravitation du Soleil et celle du point de gravité de la Galactique.
À partir du moment où les deux forces gravitationnelles réussissent à freiner la fuite de Mercure, elles participent, d'un commun accord à son retour vers le Soleil. La vitesse orbitale galactique sera progressivement freinée pendant que la vitesse orbitale solaire sera accrue. À la position 3, sa vitesse orbitale galactique sera redevenue égale à celle du Soleil tandis que sa vitesse orbitale solaire sera plus grande, même à son maximum.
Mercure va donc, à cause d'une vitesse trop grande de son orbite solaire, vouloir s'échapper du Soleil. Quant à son orbite galactique, elle perd constamment de la vitesse; à cause de sa propre vitesse orbitale solaire de 172 404 km/h qui vient, cette fois, se soustraire de sa vitesse orbitale galactique, elle ira trop lentement pour tenir sur une orbite qui demande plus que la vitesse orbitale du Soleil parce qu'elle est plus proche du centre de la galaxie. Elle est donc plus attirée par le point de gravité galactique. La conséquence : elle ira faire une pointe vers le centre galactique. Pendant ces opérations, il y aura une lutte à finir entre la force de gravitation du Soleil et celle du centre galactique. Autant, elles avaient uni leurs efforts entre les positions 1 et 3, autant elles lutteront maintenant l'une contre l'autre. Pour cette raison la deuxième pointe de l'ellipse sera alors plus longue que la précédente, plaçant ainsi le Soleil vers le foyer de la première pointe. D'où la loi de Kepler. La raison provient du fait que, pour la première pointe, les forces de gravitation s'additionnent pour raccourcir la pointe, alors que, pour la deuxième, elles se soustraient. Donc, ralentissement plus rapide dans le premier cas et moins rapide dans le deuxième. (1 152 000 - 172 404 = 979 596 km/h)
Comme le Soleil est plus proche, même s'il est beaucoup plus
petit que la Galaxie, c'est lui qui sortira vainqueur. Il réussira
à ramener Mercure à la maison, lui évitant d'aller
choir vers le centre galactique. Doucement, Mercure retourne à la
position 1.
III- Maintenant, pourquoi la rotation
Cette explication est valable aussi pour expliquer la raison
qui fait que les
orbites sont toutes
des ellipses. C'est le problème des trois corps d'Henri
Poincarré. S'il n'y avait, dans tout l'univers, que le système
Terre-Lune, je suis assez sûr que les orbites auraient tendance à
être toujours circulaires.
Voilà l'histoire d'un voyage bien organisé. Mais ce
n'est pas tout. L'essentiel est à venir; il faut expliquer la rotation
du grand axe de l'orbite elliptique de Mercure. Comme la planète
accompagne toujours le Soleil, elle a en même temps une orbite galactique
à respecter.
L'axe qui passe par les deux pointes de son orbite elliptique sera toujours orientée nécessairement vers le point de gravité
de la Galaxie. Si l'on prolonge le rayon de l'orbite galactique de Mercure vers
le champ des étoiles fixes en arrière plan, on pourra prendre
note de l'étoile qui se trouve sur le parcours du rayon. Cependant,
au bout de 8372 ans (en prenant comme écart 43s d'arc par 100 ans),
le système Soleil-Mercure aura parcouru un degré d'angle.
Si l'on prolonge alors de nouveau le rayon de l'orbite galactique, il passera
par le grand axe de l'orbite elliptique de Mercure et ira rejoindre une
autre étoile fixe. On constatera alors la rotation du grand axe
de l'ellipse par le fait qu'il est toujours orienté vers le POINT
DE GRAVITÉ de noyau de la Galaxie; il y a donc eu rotation. C'est
ce décalage qui constitue le fameux problème relatif à
Mercure, celui de la rotation du grand axe de l'orbite elliptique de Mercure.
Ainsi, quand le Soleil aura fait un demi tour de la Galaxie, la rotation
du grand axe sera alors de 180o. Mais, si belle et si élégante que soit cette démonstration,
elle ne correspond pas aux résultats connus. Soit que le 43 s d'arc
n'est pas assez précis, soit que le temps d'une révolution
complète du Soleil dans la Galaxie n'est pas de 240 000 000 d'années.
Si l'on fait des calculs avec, comme point de départ 43 s on obtient
3 013 953 années pour un tour complet du Soleil dans la Galaxie.
43 secondes d'arc en 100 ans 1 seconde d'arc en 185 ans Se pourrait-il que 43 s soit l'écart apparent? Pour trouver
l'écart réel, il faut placer le rapporteur d'angle sur le
point de gravité de la Galaxie. Si effectivement, en plaçant
le rapporteur d'angle à cet endroit, on obtient, comme écart
de rotation du grand axe de l'orbite elliptique de Mercure, 1 s d'arc tout
les 185 ans, nous arriverions à un temps de révolution du
Soleil de 240 000 000 d'années. Ou le 43 s d'arc en 100 ans, ou
le 240 000 000 d'années n'est pas exact. Ou les deux, peut-être?
Quant à la Lune, elle a cependant une rotation du grand axe
de son orbite elliptique bien plus importante que la rotation du grand
axe de l'orbite elliptique de Mercure. À chaque orbite qu'effectue
la Lune, l'écart est de 26o 54' 27''. La vitesse angulaire
de la rotation du grand axe de l'orbite elliptique de la Lune peut servir
à mesurer la durée de l'année terrestre. (10 février
1994) Nous pourrions conclure en formulant une sorte de loi qui serait
à l'origine de la rotation du grand axe de toute orbite elliptique.
Dianthus, oeillet
© Photo Armel 2001
du grand axe?
1 minute en 139 ans
1 degré en 8 372 ans
1 révolution en 3 013 953 ans
Ou
1 minute en 11 100 ans
1 degré en 66 000 ans
1 révolution en 239 760 000 ans soit 240 000 000 d'années
La raison qui fait exister les
orbites elliptiques
est la même qui fait exister la rotation du grand axe
de ces mêmes orbites.
C'est toujours en fonction du troisième astre que les orbites sont elliptiques. C'est toujours en fonction du troisième astre que s'oriente le grand axe d'une orbite elliptique.
Pour le système Mercure-Soleil-Galaxie, la grande pointe de l'ellipse de Mercure ou encore le grand axe de son ellipse seront toujours orientés vers le point de gravité de la Galaxie puisque c'est son point de gravité qui les produit. En même temps, comme le Soleil tourne autour du point de gravité de la Galaxie, le grand axe de l'ellipse tourne également avec lui. Il aura tourné de 360o quand le Soleil aura complété sa révolution dans la Galaxie.
Pour le système Lune-Terre-Soleil, c'est le même phénomène qui se produit. Dans ce cas, le troisième astre est le Soleil. C'est toujours en direction du Soleil que la Lune fera sa grande pointe. Comme la Terre tourne autour du Soleil, le grand axe de l'orbite elliptique de la Lune tournera lui aussi. Sa vitesse angulaire correspondra à la vitesse angulaire de la Terre autour du Soleil.
Une autre conclusion s'impose qui diffère de celle d'Einstein qui disait:
"... cette rotation est pour toutes les planètes, à l'exception de Mercure, trop faible pour être constatée..."
La rotation du grand axe des planètes est la même pour toutes parce que tout ceci dépend de la vitesse de rotation du Soleil autour du point de gravité de la Galaxie. Toutes les planètes suivent le même Soleil.
Il faut remarquer que le grand axe qui passe par les deux pointes de l'orbite de la Lune sera toujours un prolongement du rayon de l'orbite solaire de la Terre.
On peut conclure que la rotation du grand axe de l'orbite elliptique de la Lune est de 360o après une année terrestre et de 26o 54' 27'' à chaque année lunaire. Il ne faut donc pas parler seulement du périhélie de Mercure. Il y a le périterre ou le périastre de la Lune.
Kepler, Newton et le professeur Gamow ont tous affirmé que l'astre central occupait l'un des foyers de l'ellipse. C'est là un phénomène presque impossible. Il y a une chance sur l'infini pour que l'astre central occupe exactement l'un des foyers de l'ellipse. Les possibilités sont infimes; une fois sur l'infini. La situation précise du centre de l'astre central au foyer de l'ellipse dépend du rapport de sa masse avec celle de la masse du satellite. Cela devient, sans doute plus évident, avec un système d'étoiles doubles.
C'est ainsi qu'il est naturel pour un système d'astres de circuler sur des orbites elliptiques dont le plus grand allongement se manifestera toujours du côté du troisième astre qui est la cause même de telles orbites. De même, le centre précis de l'astre central n'est pas nécessairement au foyer de l'orbite elliptique, mais en un point déterminé par le rapport des masses du système. Les astres respectent donc tout simplement les lois de l'univers.
à ceux qui seraient intéressés
à faire des commentaires
SPÉCIFIQUES
à cette page
1er mars 2005 : commentaire de
Tdsg
__________________
Daniel Sanchez, France
Le 14 janvier 2003
Bonjour Armel,
Je m'appelle Daniel et je suis actuellement en classe de terminale S.
Je fais actuellement un dossier sur le mouvement elliptique et dans mes recherches j'ai visité ton site sur "la force centrifuge n'existe pas; ....." et j'ai été très intéressé par ce que tu y dis.
Je compte donc en parler dans mon dossier mais je dois citer mes sources ...
Pourrais-tu donc me communiquer quelques infos sur toi (métier, ...)?
Si tu avais d'autres infos lié au mouvement elliptique n'hésite pas non plus...
En te remerciant à l'avance .
Salut :)
daniel
________________
Réponse à Daniel
Le 14 janvier 2003
Mon cher Daniel,
Merci pour ton courriel. Il me donne l'occasion de préciser ma pensée sur le sujet des mouvements elliptiques des astres.
Képler avait découvert que les orbites des tous les astres étaient de forme elliptique. Malheureusement, il n'a jamais dit pourquoi il en était ainsi. Personnellement, je n'ai jamais lu aucun auteur qui expliquait pourquoi les astres adoptaient toujours cette forme de mouvement.
Tu dois n'avoir trouvé que peu de renseignement dans ma page sur la fausse force centrifuge. J'ai une page directement destinée à ta recherche quand je parle des mouvements de la planète Mercure. Je crois que c'est la première fois qu'on essaie d'expliquer pourquoi les astres se meuvent de la sorte.
Quand à des renseignements sur moi, je t'indique ci-dessous une autre de mes pages.
Mercure
L'auteur
Ne te gêne pas pour me demander autres choses.
Armel Larochelle
___________________
Armel Larochelle
__________________
Claude Jubinville, Université de Montréal, Québec
Le 11 septembre 2000
Bonjour,
Pour quelle raison la lune paraît-elle parfois de différente dimension dans le ciel?
Est-ce un effet optique causé par l'environnement (ex: gratte ciel, pont, maison) ou bien est-ce
à cause que le lune suit une trajectoire elliptique, ce qui expliquerait son changement de dimension par rapport au différent moment de son passage?
Mes salutations les plus distinguées.
Claude Jubinville
________________
Complément de réponse à Claude
Le 21 septembre 2000
C'est une question que tu devrais poser plutôt à un astronome qu'à moi. Je ne peux connaître tout. Mes recherches ont porté plus sur les lois fondamentales de l'univers.
Mais, je vais te dire ce que je pense à ce sujet. La Lune a une orbite elliptique trop faible. Elle ne pourrait affecter que de très peu ses dimensions apparentes.
La cause la plus efficace qui peut produire un effet plus considérable est, je crois, celui de l'effet LENTILLE causé par l'air au sol. L'air est comme un miroir déformant changeant les dimensions et même la couleur de la Lune. C'est pourquoi, quand elle se lève, elle est grosse et rouge.
Je serais curieux si un astronome dit la même chose.
Armel Larochelle
___________________
Armel Larochelle
__________________
XXXXXX XXXXXXXXX (Il m'a demandé de retirer son nom), Québec
Le 13 février 2000
Mes réponses sont en vert
Le périhélie de Mercure
Rebonjour mr Larochelle
Après réflexion, ça ne tiens pas. Toutes les orbites devraient aussi être orientées dans le même sens. Et cela devrait s'accentuer pour les
planètes plus loins.
Tu n'expliques pas pourquoi.
Après dans la soirée, j'ai lu votre théorie sur le bâton et son centre de gravité qui ce déplacerait avec la vitesse de rotation.
Ça non plus ça ne tient pas, il est normale que l'ont doit frapper un bâton à un autre endroit que son centre lors qu'il est en rotation,
Pourquoi commences-tu par dire que ça ne tient pas et que l'instant après tu démontres que ça tient.
pour lui infliger une autre direction ou l'arrêter de tourner. Dû a sa rotation, la moitié du bâton qui va frapper l'autre dans le sens inverse à la sienne à une énergie plus élevée que son autre moitié. Comme pour une balance, la direction sera la différence de cette énergie cinétique entre
la gauche et la droite de l'endroit où vous frappez.
Et monsieur Armel, la force centrifuge... facile à mesurer, à expliquer, à expérimenter ...c'est sûr que ça n'existe pas... c'est comme le kilo, ça ce mesure. On retient une masse en rotation. C'est certain qu'il faut retenir la corde. Regardez notre orbite elle est là où il y a l'équilibre entre la force d'attraction et centrifuge.
Vous savez déjà tout ça.
Et je ne vous suis pas très bien.
Il faudrait que tu commences par bien lire et réfléchir sur les textes de mon site.
C'était mon humble avis.
Bonjour et bonne chance dans vos recherches.
XXXXX
________________
Ma réponse à XXXXX
le 6 mars 2000
Cher XXXXX,
J'ai mis 33 ans de recherche avant d'arriver aux conclusions que tu peux lire dans mon site. Prends le temps de beaucoup réfléchir. Ce sera mieux ainsi.
Armel Larochelle
___________________
Armel Larochelle
__________________
XXXXX XXXXX Québec
Le 8 février 2000
Le périhélie de Mercure
Bonjour Mr Larochelle
Excusez-moi, mais c'est la première fois que j'entends parler de vous.
Est-ce que c'est de vous cette idée? (qui m'a un peu assommé, je peux vous dire). Cela me paraît tellement simple et logique. Mais quand en est-il de l'orbite des autres planètes?
Expliquez-vous ça dans votre volume.
Merci.
48:24:17N
71:15:29W
XXXXX
________________
Ma réponse à XXXXX
le 12 février 2000
Cher XXXXX,
Je suis très heureux que tu m'aies fait un commentaire sur le mouvement de périhélie de Mercure. Personne n'avait osé le faire avant toi. Ça prenait un astronome comme toi pour le faire.
Personnellement, ce qui m'avait frappé au moment de ma recherche était la simplicité du phénomène alors que des grands chercheurs en faisaient une chose très complexe. C'est une idée très personnelle. Je n'ai jamais vu un seul auteur aborder le périhélie de Mercure de cette façon.
Vers 95 ou 96, j'ai donné une conférence au Club d'astronomie de Montréal sur ce sujet que je considérais très important. Malheureusement, personne n'avait semblé comprendre mon argumentation.
Pour savoir ce qu'il advient des orbites des autres astres, il faut relier ensemble les recherches de Kepler qui conclut que toutes les orbites sont elliptiques sans cependant, dire pourquoi elles le sont et les conclusions de Henri Poincarré sur le problème des trois corps.
Dans l'univers, il y a donc toujours 3 corps et plus. Si l'on prend l'exemple du Soleil, la Terre et la Lune, nous observerons ce qui suit. Ce qui provoque la rotation du grand axe de l'orbite elliptique du plus petit astre (ici, la Lune) est l'attraction du plus gros, le Soleil. C'est pourquoi le grand axe de l'orbite de la Lune est toujours orienté vers le troisième corps plus imposant en masse (ici, le Sloleil)
S'il y avait dans l'univers que la Terre et la Lune, les orbites chercheraient toujours à devenir CIRCULAIRES.
C'est dans mon troisième livre :"Avant et après le big bang?" que j'ai expliqué ce phénomène de l'orbite de Mercure.
J'invite mes lecteurs à aller voir ton site Internet à l'adresse suivante :
www3.sympatico.ca/XXXXXX XXXXXX
Armel Larochelle
___________________
Armel Larochelle
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