 |
 |  |
|  |
|  |
|  |
|  |
|  |
 |
|
|
|
|
|
États actuels La rotation axiale des planètes du système solaire, n'a pas encore été résolue de manière satisfaisante. La majorité des planètes ont une rotation prograde (dans le même sens que leur mouvement orbital). Seules Vénus et Uranus présentent une rotation axiale faiblement rétrograde. (22) Dones et Tremaine (1993) vont même jusqu'à proposer que le sens de la rotation axiale d’une planète est le fruit du hasard.
Dynamique de la rotation axiale Nous avons vu dans les chapitres précédents, la dynamique de la gravitation, les corps et les particules engendrent un tourbillon de particules virtuelles autour d’eux, Le flux gravitationnel. L’assemblage par gravitation de plusieurs particules regroupe et uniformise tous les tourbillons en un seul, plus fort qui correspond à leurs sommes. La condition de Kepler Newton nous donne pour deux corps de masses M1 et M2 un tourbillon de vitesse V à une distance R du barycentre: G M1 =V12 R G M1+ G M2= V12 R + V22 R = R (V12+ V22) G (M1 +M2+…) = V2 R. La vitesse V du flux gravitationnel dans le cas où la Terre va entrainer la Lune en orbite. La vitesse de ce flux est un assemblage progressif, commençant au centre de la Terre. Le tourbillon du flux agit sur les atomes de la Terre de manière similaire à son action qui entraine la Lune en révolution. C’est la raison principale qu’a la stabilité de rotation axiale. Le sens de la rotation axiale de la Terre suit le sens de révolution du satellite sur son orbite.
Le sens résultant du tourbillon du flux d’un corps central est le sens de la rotation axiale de ce corps ainsi que le sens de révolution de ses satellites naturels stabilisés.
Le tourbillon d’une planète ou d’un corps, entraine ses propres composants, molécules et atomes, lui donnant une rotation axiale. La rotation axiale dépend du tourbillon du flux, le champ gravitationnel.
Le flux gravitationnel en rotation, des masses centrales, du Soleil ou des planètes, traverse les planètes et les satellites. Il origine de l’intérieur des atomes et des nucléons, et va à l’intérieur des autres atomes et nucléons.
Récemment, les scientifiques ont expérimentalement réalisé que la rotation du Soleil est plus rapide en allant vers la surface, alors qu’ils pensaient encore que le centre tournait plus vite.
La rotation est due à la structure des protons et des neutrons, ainsi qu’à leurs effets gravitationnels. Le proton, par la rotation de son champ magnétique produite par la boucle ou boucles électromagnétiques des quarks, fait tourner très lentement le flux du vide ambiant. Ses tourbillons secondaires se cumulent en un tourbillon résultant ils se renforcent de proche en proche, en augmentant avec la masse du corps. À la surface de l’objet sphérique, la vitesse du flux gravitationnel est à son maximum. La croissance de la vitesse de rotation dépend de la masse volumique progressive des couches de l’astre. La vitesse suit la 3ème loi de Kepler et la loi des masses de Newton V2 R = constante = G M. Progressivement, du centre de l’objet, le corps génère le tourbillon du flux du vide. La vitesse de rotation se calcule V2 = G M/R. La masse M est la masse intérieure au rayon R. La vitesse de rotation du flux du vide, croît depuis le centre, dépendant de la masse volumique V qui est proportionnelle à (M/R)1/2. La masse rigide ne peut suivre la vitesse du flux qui change avec le rayon. Seuls les corps gazeux peuvent avoir des vitesses qui suivent le rayon R.
À l’extérieur du Soleil, la vitesse de rotation du flux du vide décroit selon la 3ème loi de Kepler. À l’intérieur des astres et des planètes, d’une part, la rotation du flux du vide croît avec le rayon, puisque il y a de plus en plus de masse accroissant la constante V2 R, induisant la rotation du flux qui induit la rotation de l’astre et d’autre part, la rotation du flux du vide décroit du centre vers la surface selon la 3ème loi de Kepler a3/T2 où V2 R est constant. V2 diminue autant que le rayon croît. La rotation de l’astre est la somme vectorielle de ces deux effets inverses : croissance par plus de masse et décroissance par plus de distance du centre de masse.
À l’intérieur de certaines étoiles, une masse compacte peut tourner plus rapidement que la vitesse de la surface. C’est en fait que V2 R a beaucoup augmenté au centre, ayant une masse très dense suivie de masse volumique beaucoup plus faible, ce qui conduit à une diminution de la vitesse de rotation V selon V2 R, due à une distance R significative.
Nous voyons que la constante V2 R, qui se construit en partant du centre, augmente toujours lorsqu’il y a de la masse qui se rajoute. La vitesse V de rotation dépend du Rayon, donc elle peut augmenter ou diminuer selon les couches plus ou moins denses de matière. Plus une planète est gazeuse, plus elle a une faible masse volumique. Le centre de la planète n’est pas lié à la surface, ce qui permet une vitesse de rotation de surface qui se rapproche de « V2 R / R_Surface)1/2 ». D’autre part, une sphère compacte a une rotation de surface qui est plus lente que la vitesse V de rotation du flux du vide. Cet effet est simplement dû au fait que comme le centre tourne moins vite, V2 R est encore faible au centre. La sphère rigide est retenue par la faible vitesse du centre. Un équilibre des forces de rotation s’établit progressivement du centre vers la surface. La vitesse de surface augmente la vitesse du centre et le centre ralentit la vitesse de la surface.
Dans le cas des planètes ayant une rotation résultante rétrograde, les forces occasionnant les vitesses de rotation prograde sont plus faibles que les forces rétrogrades.
Nous pouvons conclure que la rotation prograde d’un astre autour de son axe est due à sa propre force d’entraînement gravitationnel, produite par le tourbillon du flux du vide généré par les boucles électromagnétiques de ses propres particules élémentaires.
Une force de rotation axiale rétrograde La vitesse de rotation du flux gravitationnel d’un corps central, diminue avec la distance. Cette vitesse entraine par la force de trainée les corps jusqu’à ce qu’ils soit co-mobiles avec lui. La force de trainée produisant la rotation rétrograde, se conjugue vectoriellement avec la force de self gravitation générant la rotation prograde axiale, donnant une rotation résultante rétrograde ou prograde selon les magnitudes des forces. Dans le Soleil, où la masse centrale entraine les planètes, le flux gravitationnel est plus rapide proche de la surface jour que nuit, puisque la partie jour est plus proche du soleil, ce qui crée une force de trainée qui produit une rotation axiale rétrograde. Ce principe s’applique sur toutes les planètes, satellites ou couples binaires. Cette force est un cumul de proche en proche en partant du centre de la planète jusqu’à sa surface, dépendant de la vitesse au carré du flux. Vitesse_Surface_Nuit = (G M /(RSoleil_Terre + Raxeterre)1/2 Vitesse_Surface_Jour = (G M /(RSoleil_Terre - Raxeterre)1/2 Vitesse de rotation rétrograde VRR du flux sur la planète à la surface :
VRR = Vitesse_fluxCentral_ Surface_Jour – Vitesse_fluxCentral_ Surface_Nuit, La force rétrograde selon le Rayon est F = m a = m VRR2/ R. La force rétrograde totale est la somme des forces rétrogrades du centre jusqu’à la surface. Comme le gradient de vitesse du flux diminue avec la distance, la ‘force d’effet rétrograde’ sur une planète ou un satellite d’un astre central diminue lorsque la distance à l’astre augmente. La ‘force d’effet rétrograde’ varie selon sa position sur son ellipse.
Libration longitudinale de la Lune La Lune parcourt son orbite avec une vitesse et une distance à la Terre variable dues à son excentricité (2e loi de Kepler). Quand elle se rapproche de son périgée, La ‘force d’effet rétrograde’ est alors à son maximum. La Lune, comme toutes les planètes et satellites, n’orbite pas uniformément. Sa ‘force d’effet rétrograde’ variable, fait osciller la vitesse de rotation axiale. La composition de ces rotations fait que la Lune laisse voir plus largement ses bords. De manière imagée, la Lune paraît dire « non » de la tête.(52)(53)
Vénus est rétrograde Si on peut dire que Vénus tourne axialement bien en sens inverse des autres planètes, le cas d'Uranus est plus flou. La rotation axiale de Venus est très peu rétrograde. Elle a un rayon axial similaire à celui de la Terre. Sa masse volumique est plus forte que celle de la Terre, elle est donc plus rigide, ce qui ralentit beaucoup sa rotation axiale prograde issue de sa self gravitation. Le flux gravitationnel du soleil entraîne plus sa partie ensoleillée, plus proche du Soleil, que la plupart des planètes, créant une rotation rétrograde. La force d’effet rotation rétrograde se conjugue vectoriellement avec la force de rotation prograde axiale de self gravitation de Vénus, donnant une rotation résultante rétrograde. La constitution interne d’une planète agit directement sur la force de gravitation interne et de ce fait sur la vitesse de rotation prograde. Pour une même sphère, le gradient de vitesse du flux du Soleil est plus fort plus proche du Soleil, augmentant la force rétrograde.
L'intérieur du Soleil tourne d'un seul bloc, comme un corps solide Les instruments GOLF (Global Oscillations at Low Frequencies) et MDI (Michelson Doppler Imager) du satellite d'observations SOHO (Observatoire Solaire et Héliosphèrique / SOlar and Heliospheric Observatory) viennent de permettre pour la première fois la mesure de la rotation du Soleil dans ses régions les plus internes. Les observations, analysées par les scientifiques du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA, révèlent que l'intérieur du Soleil tourne à une vitesse constante comme le ferait un corps solide.(55)
Nous voyons dans le graphique publié, que la partie rigide qui a une vitesse de rotation fixe jusqu’à 0,62 Rayon du Soleil, suivi d’une accélération dans la partie gazeuse, puis à partir de 0,94 Rayon(55), un ralentissement qui signifie qu’à partir de cette ligne, la rotation du flux gravitationnel décroît, n’ayant plus de masse significative pour poursuivre la croissance de la vitesse du flux selon V2 R constant.
Les nouvelles expérimentations montrent une vitesse de rotation différentielle décroissante en allant vers le centre.
Calcul de la vitesse prograde La vitesse de rotation du flux gravitationnel intérieure des planètes permet de trouver la vitesse prograde et la ‘force d’effet prograde’ qui est en opposition à la ‘force d’effet rétrograde’.
La vitesse de rotation du flux gravitationnel intérieure d’un objet se crée depuis le centre, où elle est presque nulle, et augmente au fur et à mesure que l’on se rapproche de la surface.
Plus la distance au centre est grande, plus il y a de masse et plus V2 R croît. V2 R est constant seulement hors de la masse, lorsque l’on a considéré toute la masse du corps, l’atmosphère comprise.
La vitesse de rotation axiale dépend de la viscosité de l’astre. Plus il est rigide, plus la vitesse lente du centre ralentit l’ensemble. Plus il est gazeux, plus le centre et les couches successives sont indépendantes et se freinent moins. Le La vitesse de rotation du flux gravitationnel tourne de plus en plus rapidement au fur et à mesure qu’il s’approche de la surface, puisque V2 R est en croissance. Le flux entraîne les couches consécutives à la vitesse variable selon la masse au rayon R, V = (V2 R / R)½ = (G Mx/ R)½.
En comparant la vitesse sans ralentissement, qui est la vitesse du La vitesse de rotation du flux gravitationnel, avec la vitesse réelle de surface, le freinage peut être de 2 à 7 fois plus grand pour les planètes gazeuses selon la viscosité des dernière couches, 3,2 fois pour Jupiter, 2,35 fois pour Saturne très fluide, 993 fois pour Mercure très dense 17 fois pour la Terre assez dense.
La Terre a un flux de surface de vitesse de 7900 m/s et une vitesse de surface de 463 m/s.
Vitesse du flux différentiel permettant de calculer la force rétrograde La vitesse de rotation rétrograde de la planète VRR = Vitesse_fluxCentrale_bas – Vitesse_fluxCentrale_haut.
Vitesse Résultante pour planète gazeuse = (VSatelite2 R / R)½ - (VRR) ( ! À chaque couche). Vitesse Résultante pour planète gazeuse = (G MJupiter / Rayon_Jupiter)½ - (VRR_Soleil_Jupiter) ( ! à chaque couche). La force de rotation rétrograde est un cumul des forces du centre jusqu’à la surface. La force est nulle au centre et augmente progressivement avec le rayon jusqu’à la surface.
Pour retrouver la vitesse de rotation de la Terre 462,9 m/s, le calcul est une décomposition de la masse en une multitude de sous-couches. La rigidité relative de la Terre transmet la vitesse du centre et de chaque couche à la suivante, ce qui ralentit la vitesse car la vitesse du flux gravitationnel est croissante en allant vers la surface. Ce calcul, en utilisant V2 R = GM, permet de trouver, pour chaque couche, une masse et une valeur V2R croissante qui donne la vitesse V du La vitesse de rotation du flux gravitationnel de la couche qui entraine la masse. La masse permet de calculer le rayon R selon son volume pris proportionnellement à la masse de chaque couche.
Les masses gazeuses ne tournent pas comme les solides. Les couches de gaz sont moins ralenties par la vitesse de rotation du centre. La rotation de la surface de l’astre est moins ralentie. La valeur V2 R de la rotation du La vitesse de rotation du flux gravitationnel est progressive du centre du corps vers la surface, donc non constante, et devient constante dès qu’il n’y a plus de masse en s’éloignant à l’extérieur de l’astre.
La progression de la rotation dépend de l’indice de viscosité des couches successives. Il y a une vitesse de rotation différentielle pour les gaz et non pour les solides qui tournent selon la moyenne des V2 R et qui passent de 0 au CM à V2 R= G M à la surface. Les lois d’écoulement des fluides de Navier-Stokes, peuvent aider à trouver une résolution plus approfondie de ce mode de calcul, pour retrouver la vitesse de rotation axiale.
|
