Paléoastronomie

[Fitz]

Bonjour.

 

Pour nous le ciel est immuable, mais sur de longues périodes, les constellations, la taille de la Lune et compagnie, changent.

 

Ma question est: comment? à quelle vitesse?

Je sais que la Lune s'éloigne d'environ 3,5cm par ans, mais est-ce une évolution linéaire à grande échelle?

La rotation de la Terre se ralentis d'environ 2ms par siècle, même question, est-ce linéaire?

 

Peut on prévoir grossièrement à quoi ressemblait le ciel il y a des millions d'années?

 

Espérant que cette discussion vous intéressera autant que moi...

[gerard33]

Bonsoir

Peut on prévoir grossièrement à quoi ressemblait le ciel il y a des millions d'années?

quand on voit la puissance de calcul nécessaire aux prévisions météo, on n'imagine pas la modélisation d'une masse infiniment plus grande de paramètres avec nos moyens informatiques actuels

non?

['Bruno]

Non, car les équations qui décrivent la météo sont beaucoup plus chaotiques que les équations de la mécanique céleste. On ne peut pas prévoir le temps qu'il fera le mois prochain, mais on peut reconstituer sans problème le mouvement relatif de M51 et sa voisine depuis plusieurs centaines de millions d'années.

[sastitix]

sans dire de bêtises, il me semble que j'ai déjà vu des cartes ou des bouts de cartes simulant les constellations entre autre ...

Ce serait intéressant de voir des simulations d’éclipses de Soleil ou de Lune ...

Lorsque la Lune était au plus proche de la Terre ... Sa couleur rouge ....

[gerard33]

Ce serait intéressant de voir des simulations d’éclipses de Soleil ou de Lune ...

Lorsque la Lune était au plus proche de la Terre ... Sa couleur rouge ....

 

Avec Stellarium

tu zoomes, appuies sur "espace" pour sélectionner et centrer

tu changes la date et la vitesse du temps et tu regardes l'éclipse

[salviati]

Stellarium permet de simuler ceci il suffit de faire défiler le temps rapidement en avant ou en arrière, et on voit les constellations se déformer, c'est encore mieux mis en évidence en faisant apparaitre les lignes des constellations.

[EDIT] cela va de -100000 ans à + 100000 ans

Modifié 14 mars 2012 par salviati

[ecliptic]

Bonsoir Fitz,

 

je pense que ce lien te donnera quelques indications sur ce qui t'intéresse à propos de l'éloignement de la Lune par rapport à la Terre :

 

http://www.sens-neuchatel.ch/bulletin/no26/marees.pdf

[jarnicoton]

Encore une preuve de validité du principe anthropique fort : la lune diminue sans cesse de diamètre angulaire, et l'humanité est précisément apparue ni trop tôt ni trop tard pour que son diamètre angulaire valant celui du soleil, facilite grandement les premières conceptions astronomiques justes.

[salviati]

Encore une preuve de validité du principe anthropique fort : la lune diminue sans cesse de diamètre angulaire, et l'humanité est précisément apparue ni trop tôt ni trop tard pour que son diamètre angulaire valant celui du soleil, facilite grandement les premières conceptions astronomiques justes.

 

second degré

 

Sinon, quel principe anthropique fort, il y a 2 définitions possibles.

Modifié 14 mars 2012 par salviati

[jarnicoton]

Second.

Je ne savais pas qu'il y avait deux définitions. Je pensais seulement à l'idée selon laquelle certaines constatations dans l'ajustement supposé miraculeux des paramètres physiques et cosmologiques suggérait... des choses qui sont hors charte.

Modifié 14 mars 2012 par jarnicoton

[jarnicoton]

Cela dit, j'ai naguère dans un club d'astronomie exposé le plus sérieusement du monde (bon, ça n'a pas marché longtemps...) un phénomène passé inaperçu, sauf de votre serviteur, et qui consolide sérieusement le principe anthropique.

 

Voici : estimons le nombre de véhicules en circulation dans le monde à 1 milliard. estimons à 45 km/h leur vitesse moyenne et à 10 000 km par an leur emploi moyen. Ces éléments suffisent à sommer les vitesses de tous les véhicules circulant simultanément.

 

Nul ne niera qu'au temps des Romains, ou même de Napoléon, le résultat de la sommation eût été très inférieur au chiffre actuel ; nul ne doute non plus que dans l'avenir le résultat de la sommation ne doive devenir (n'en déplaise aux écologistes) très supérieur au chiffre actuel, sur la perspective par exemple d'une fusée individuelle par Terrienne et par Terrien.

 

Or j'invite les webastrams à faire la sommation concernant notre époque, au moyen des chiffres ci-dessus : on trouve 317 millions de mètres/seconde.

 

Aux incertitudes près sur les chiffres retenus, c'est "c" à moins de 6% près !

 

Hasard ? A d'autres ! Nous constatons que ce n'est ni en 1800, ni en 2200, que la valeur atteinte vaut "c", mais bel et bien à l'époque exacte où est apparu le principe anthropique. Pourquoi "c" plutôt que "e" ou "G", ou "h barre", je ne sais pas ; mais enfin reconnaissons que c'est si précis à l'échelle de notre espèce, que c'est plus que troublant.

 

Alors ?...

Modifié 14 mars 2012 par jarnicoton

[BBBenj]

Coucou !

 

OK, OK... Mais il suffit qu'un seul paramètre soit légèrement faux pour que ça mette tout par terre !

 

- Concernant la vitesse moyenne, malgré une recherche acharnée, je n'ai trouvé aucune référence sur Internet à cette moyenne annuelle mondiale. Alors je suis allé voir sur nos 2 voitures et le constat est carrément à la baisse. L'une m'indique 30 km/h et l'autre 35km/h. Soit entre 20 et 30% de moins que ton chiffre. Après, je roule essentiellement en milieu urbain (la majorité des gens équipés d'une voiture dans le monde, il me semble), mais sur de bonnes routes (et ça, ça n'est pas le cas partout... Regardons en Inde !) et à des vitesses limitées assez élevées (130 sur autoroute, allez voir aux USA !). Et assez peu de bouchons pour moi, là aussi, ce n'est absolument pas le cas de la majorité qui doit rouler dans les grandes métropoles surchargées. Pour moi, la vitesse moyenne est donc largement surévaluée. Mais je ne me risquerais pas à faire un pronostic, cela dit elle doit être inférieure à 30km/h.

 

- La distance moyenne serait plutôt aux alentours de 15.000 km (en 2004, mais ça aurait baissé depuis. Source http://www.gnesg.com/index.php?option=com_content&view=article&id=47:a-quoi-ressemble-le-parc-automobile-mondial-&catid=27&Itemid=53). Là, c'est carrément 50% d'erreur !

 

- Le nombre de véhicules... Pourquoi 1 milliard ? http://antivoitures.free.fr/ parle actuellement de 1,35 milliards de voitures, ce qui fait en plus une erreur de 35% !!

 

Du coup, on est très loin des 6% d'écart avec c, non ?...

[astroBB1]

Cela dit, j'ai naguère dans un club d'astronomie exposé le plus sérieusement du monde (bon, ça n'a pas marché longtemps...) un phénomène passé inaperçu, sauf de votre serviteur, et qui consolide sérieusement le principe anthropique.

 

Voici : estimons le nombre de véhicules en circulation dans le monde à 1 milliard. estimons à 45 km/h leur vitesse moyenne et à 10 000 km par an leur emploi moyen. Ces éléments suffisent à sommer les vitesses de tous les véhicules circulant simultanément.

 

Nul ne niera qu'au temps des Romains, ou même de Napoléon, le résultat de la sommation eût été très inférieur au chiffre actuel ; nul ne doute non plus que dans l'avenir le résultat de la sommation ne doive devenir (n'en déplaise aux écologistes) très supérieur au chiffre actuel, sur la perspective par exemple d'une fusée individuelle par Terrienne et par Terrien.

 

Or j'invite les webastrams à faire la sommation concernant notre époque, au moyen des chiffres ci-dessus : on trouve 317 millions de mètres/seconde.

 

Aux incertitudes près sur les chiffres retenus, c'est "c" à moins de 6% près !

 

Hasard ? A d'autres ! Nous constatons que ce n'est ni en 1800, ni en 2200, que la valeur atteinte vaut "c", mais bel et bien à l'époque exacte où est apparu le principe anthropique. Pourquoi "c" plutôt que "e" ou "G", ou "h barre", je ne sais pas ; mais enfin reconnaissons que c'est si précis à l'échelle de notre espèce, que c'est plus que troublant.

 

Alors ?...

 

C'est d'autant plus troublant que les bases du principe anthropique datent des années 1930 avec Dirac, et à l'époque il n'y avait pas 1 milliard de voitures. Ca ne fait qu'une incertitude de plus....Des coincidences comme celle la on peut en trouver à la pelle...Je suis sur que si je compte le nombre de branches des arbres de mon jardin, que je soustraits le nombre d'oiseaux qui y viennent manger, que je multiplie par l'age du capitaine auquel j'aurais soustrait le nombre d'inepties vues sur internet en une journée par un internaute connecté 3h 55mn 18 sec , on pourra encore trouver une "coincidence". Mais puisque tu fais d'aussi bons calculs , je ne peux que te conseiller de jouer au loto, en plus ça peut rapporter...

[jarnicoton]

Coucou !

 

OK, OK... Mais il suffit qu'un seul paramètre soit légèrement faux pour que ça mette tout par terre !

 

- Concernant la vitesse moyenne, malgré une recherche acharnée, je n'ai trouvé aucune référence sur Internet à cette moyenne annuelle mondiale. Alors je suis allé voir sur nos 2 voitures et le constat est carrément à la baisse. L'une m'indique 30 km/h et l'autre 35km/h. Soit entre 20 et 30% de moins que ton chiffre. Après, je roule essentiellement en milieu urbain (la majorité des gens équipés d'une voiture dans le monde, il me semble), mais sur de bonnes routes (et ça, ça n'est pas le cas partout... Regardons en Inde !) et à des vitesses limitées assez élevées (130 sur autoroute, allez voir aux USA !). Et assez peu de bouchons pour moi, là aussi, ce n'est absolument pas le cas de la majorité qui doit rouler dans les grandes métropoles surchargées. Pour moi, la vitesse moyenne est donc largement surévaluée. Mais je ne me risquerais pas à faire un pronostic, cela dit elle doit être inférieure à 30km/h.

 

- La distance moyenne serait plutôt aux alentours de 15.000 km (en 2004, mais ça aurait baissé depuis. Source http://www.gnesg.com/index.php?option=com_content&view=article&id=47:a-quoi-ressemble-le-parc-automobile-mondial-&catid=27&Itemid=53). Là, c'est carrément 50% d'erreur !

 

- Le nombre de véhicules... Pourquoi 1 milliard ? http://antivoitures.free.fr/ parle actuellement de 1,35 milliards de voitures, ce qui fait en plus une erreur de 35% !!

 

Du coup, on est très loin des 6% d'écart avec c, non ?...

 

Tu vois bien que les écarts que tu mentionnes se compensent les uns les autres, et que de toute façon les faits que tu rapportes sont inexacts pour la bonne raison que ma théorie n'est pas compatible avec eux.

[djdom]

Heu...j'ai beau chercher, je vois pas le rapport avec la paléoastronomie

[mamat]

c'est marrant, je me posais justement la même question...

 

j'ai regardé sur stellarium et ça a l'air de marcher (bien que je puisse difficilement confirmer l'exactitude des positions...). en regardant vite fait, jusqu'à 10.000BC, les formes des constellations semblent guère avoir changé. la différence majeure étant le déplacement du pôle nord. on voit du coup beaucoup mieux les constellations du sud.

 

je te mets en fichier joint une photo d'une page du super bouquin "stars" de de H.A. Rey...

[Fitz]

En fait des périodes trés reculées (crétacé, jurassique, trias, permien) m'interessent plus. Je doute pouvoir obtenir des bonnes cartes du ciel (Les étoiles les plus brillantes ne vivent pas longtemps, donc pour beaucoup on n'en même plus les traces), mais j'aimerais quelques équations pour trouver l'éloignement de la lune et la vitesse de rotation de la Terre à une époque donnée.

[BBBenj]

Coucou !

Tu vois bien que les écarts que tu mentionnes se compensent les uns les autres, et que de toute façon les faits que tu rapportes sont inexacts pour la bonne raison que ma théorie n'est pas compatible avec eux.

Pas vraiment, sauf si tu fais preuve de carrément de mauvaise foi...

Parce que -30% +35% +50%, chez moi, ça fait +42% (environ, mais bon, vu les approximations...)...

 

Et là, on n'est plus du tout dans TES supputations.

 

Mais j'ai le sentiment que la mauvaise foi va continuer, je ne sais pas pourquoi............

[Vakoran]

BBBenj, Jarnicoton est friand de second degré, ce qui ne se voit pas toujours... surtout qu'il n'habille jamais son propos de smileys permettant de le détecter.

 

Partant de là, je trouve sa théorie tout aussi intéressante que celle des Bogdanov qui font des calculs à base de taille d'un homme, de celle d'un atome et du diamètre de la terre... en bien plus drôle !

[Jean-ClaudeP]

En réponse à Fitz

Tout ce dont tu parles rentre, depuis un siècle dans un domaine de l'astronomie mathématique appelé chaos.

L'affaire commence au début du 19e siècle quand on s'est posé le devenir du système solaire dans des temps éloignés. Ainsi, Laplace passe une grande partie de sa vie à travailler sur l’astronomie mathématique et son travail culmine avec la vérification de la stabilité dynamique du système solaire avec l’hypothèse que celui-ci consiste en un ensemble de corps rigides qui se meuvent dans le vide.

Il montre en 1776 l'invariance séculaire des demi-grands axes des planètes puis entre 1784 et 1786, publie un mémoire concernant Jupiter et Saturne où il vérifie, par l’intermédiaire des séries perturbatives, que dans des temps très longs, l’action réciproque des deux planètes ne peut jamais influer significativement sur les excentricités et sur les inclinaisons de leurs orbites. Il fait noter que les particularités du système de Jupiter sont dues au fait que les mouvements moyens de Jupiter et Saturne sont très voisins de la commensurabilité. Il découvre aussi la cyclicité du mouvement des deux planètes estimée à peu près à 900 ans, les deux planètes paraissent exécuter des accélérations et des décélérations réciproques. De telles variations étaient déjà notées par Joseph-Louis Lagrange, mais seul Laplace les rattacha à un mouvement cyclique, confirmant l’idée que le système solaire présente des mouvements non occasionnels même à grande échelle temporelle. Les développements de ses études sur le mouvement planétaire sont exposés dans ses deux mémoires de 1788 et de 1789.

L’année 1787 est rendue mémorable par les analyses de Laplace sur les relations entre l’accélération lunaire et les changements séculaires dans l’excentricité de l’orbite de la Terre : Cette recherche complète la démonstration de la stabilité du système solaire entier. Il cherche par exemple à expliquer comment le mouvement orbital de la Lune subit une très légère accélération qui fait varier la longueur du mois lunaire d’une seconde en trois mille ans en attribuant la cause à une lente variation de l’excentricité terrestre. En vérité, il a été démontré successivement que de telles accélérations sont dues à l’attraction réciproque qui tend à synchroniser le mouvement de révolutions et de rotations des corps.

L'affaire se gâte à la fin du 19e siècle. Un concours est organisé en Suéde pour l'anniversaire du roi Oscar II. Le mathématicien Weierstrass pose à la communauté scientifique de l'époque la question de savoir si

la stabilité du système solaire repose sur la nature des équations différentielles utilisées pour décrire les mouvements planétaires.

Poincaré, après des recherches laborieuses et non dénuées d'erreurs, finit par donner une réponse aussi brillante qu'étonnante : de petites variations sur les conditions initiales pouvaient avoir des résultats aussi inattendus que catastrophiques sur les trajectoires des corps célestes soumis à l'influence de plusieurs corps (n>=3) dans des temps éloignés.

Ce fut l'acte fondateur des théories dites du chaos et du devenir dans les temps éloignés de systèmes de corps soumis à l'attraction universelle.

Depuis le début du siècle dernier cette branche de l'astronomie mathématique à largement débordé... l'astronomie. Un des chefs de file du chaos astronomique est aujourd'hui en France J. Lascars (CNRS-Observatoire de Paris).

 

Sources

Ouvrage de vulgarisation:

 

Ivars Peterson, Le chaos dans le système solaire, Belin.

 

J Laskar, la stabilité du système solaire, in Chaos et déterminisme, sous la direction de A. dahan et al., Editions du Seuil, Paris, 1992.

 

Internet:

 

Théorie du Chaos-Wikipedia

 

Il existe sur internet un certain nombres de documents traitant de ces sujet, il sont en général assez techniques. Voici un texte abordable de J. Laskar.

 

J Laskar - Le système solaire est-il stable ?

[sunfish22]

En fait des périodes trés reculées (crétacé, jurassique, trias, permien) m'interessent plus. Je doute pouvoir obtenir des bonnes cartes du ciel (Les étoiles les plus brillantes ne vivent pas longtemps, donc pour beaucoup on n'en même plus les traces), mais j'aimerais quelques équations pour trouver l'éloignement de la lune et la vitesse de rotation de la Terre à une époque donnée.

 

Bonjour,

 

Un site présentant les calculs : http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/html/TerreLune/TerreLuneApprof.htm

 

La conclusion de ce site :

 

Où allons-nous ? Il y a 300 millions d'années, le jour durait 22 heures, il y en avait 400 dans l'année (3). Quand le couplage Terre Lune sera terminé, le jour durera 50 de nos jours actuels (2)*. Une simple règle de trois permet de dire que ce sera en gros dans 250 milliards d'années. La Lune sera alors à une distance de 1 500 rayons terrestres, contre 60 aujourd'hui (la distance de la Terre au Soleil vaut 25 000 rayons terrestres).

 

Mais tout ceci n'est qu'une extrapolation hardie, car bien avant ces 250 milliards d'années, le Soleil sera devenu une géante rouge (dans 5 milliards d'années) et sa couronne aura atteint la Terre ...

 

A.Brahic donne également des chiffres dans un de ses bouquins , je regarderai.

 

Concernant les étoiles, le systeme solaire fait le tour de la Galaxie en 220 millions d'années et traverse le plan galactique tous les 30M d'années. Il me semble impossible de pouvoir connaitre le ciel à ces époques reculées.

 

Pour mémoire :

 

 

Jean

Modifié 15 mars 2012 par sunfish22

[BBBenj]

Coucou !

 

C'est passionnant, on attend la suite avec impatience...

[jgricourt]

Concernant les étoiles, le systeme solaire fait le tour de la Galaxie en 220 millions d'années et traverse le plan galactique tous les 30M d'années. Il me semble impossible de pouvoir connaitre le ciel à ces époques reculées.

 

Donc depuis le Cambrien le système solaire aurait fait 2 fois le tour de la Galaxie voilà une info interessante A cette époque le ciel devait alors avoir un aspect très surprenant ...

 

PS: avant l'ère du Cambrien il y a eu l'interminable ère du Précambrien (3500 millions d'années) ayant vu apparaître la vie et en particulier les cyanobactéries responsables de l'oxygénation de la Terre.

[sunfish22]

Bonjour,

 

Concernant la Lune, A.Brahic dit à peu près la même chose que le site du Clea de mon post précédent :

 

Citation de l'ouvrage 'Planètes et Satellites - 5 leçons d'astronomie' :

 

" ... dans le passé la Terre tournait plus vite et la Lune était plus proche. L'étude des coraux fossiles montre qu'il y avait 400 jours par an il y a environ 350 millions d'années, que la durée du jour était d'environ 22 heures, et que les marées océaniques étaient de plus grand amplitude que de nos jours."

 

"... dans un futur lointain, la rotation de la Terre sera synchrone avec la révolution de la Lune autour de la Terre. La Terre présentera toujours la même face à la Lune La Lune ne sera visible que d'un coté de la Terre. Le mois et le jour seront égaux à environ 50 de nos jours actuels. Les journées seront longues et les nuits aussi. On calcule que la Lune sera 3 fois plus loin qu'aujourd'hui au moment de la synchronisation ..."

 

Cette distance Terre-Lune de synchronisation est significativement plus courte que celle annoncée sur le site du Clea (Comité de liaison enseignants Astronomes) : http://www.ac-nice.fr/clea/index.htm

 

Jean

[elarwen]

Bonjour,

 

Un site présentant les calculs : http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/html/TerreLune/TerreLuneApprof.htm

 

La conclusion de ce site :

 

Où allons-nous ? Il y a 300 millions d'années, le jour durait 22 heures, il y en avait 400 dans l'année (3). Quand le couplage Terre Lune sera terminé, le jour durera 50 de nos jours actuels (2)*. Une simple règle de trois permet de dire que ce sera en gros dans 250 milliards d'années. La Lune sera alors à une distance de 1 500 rayons terrestres, contre 60 aujourd'hui (la distance de la Terre au Soleil vaut 25 000 rayons terrestres).

 

Jean

 

Un truc m'échappe, et pas qu'un peu...

Le cube du demi-grand axe étant proportionnel au carré de la période, si la révolution de la Lune passe de 30 à 50 jours, le carré de la période se multiplie par 2,8 à peu près, donc le cube du demi grand axe aussi, donc le demi grand axe multiplie par 1,4. La Lune se retrouverait à vue de nez à 85 rayons, si ça fait 60 maintenant. Pas à 1500.

Ah oui, excusez-moi: les données ne sont pas incompatibles... En effet, le coefficient de proportionnalité entre les deux dépend de la masse (Newton). Si d'ici là la Terre multiplie sa masse par 17, ça marche...

Glups!

Par ailleurs, je ne suis pas d'accord avec la "règle de 3", méthode de clacul qui part du principe d'une proportionnalité. Or, étant donnée la nature du phénomène, j'imagine plus volontiers un ajustement qui se fait en proportion... de la "distance" qu'il reste à accomplir pour stabiliser. Donc à une équation différentielle du premier ordre. Donc à une exponentielle et non une proportionnelle.

Mébon... à la base, je suis matheux, pas physicien.

[Jean-ClaudeP]

La difficulté ici c'est que nous sommes dans un problème à 3 corps (Soleil, Terre, lune, en négligeant le reste...) et l'on sait que dans ce cas la stabilité du système peu être mise à mal au bout d'un certain temps. Il est même possible que la lune finisse par se sauver. Quand ? ? ? Effectivement la règle de trois me parait une méthode de validité très optimiste.

[sunfish22]

Bonsoir,

 

Effectivement, la sphere d'influence gravitationnelle de la Terre a un rayon de 1,7 millions de Kms. Au delà, l'influence gravitationnelle du soleil devient prepondérante, l'orbite devient chaotique, le satellite s'échappe de son orbite géocentrique pour prendre une orbite héliocentrique.

 

1,7 Mkms, c'est 270 rayons terrestres. Le calcul du Clea qui donne 1500 rayons terrestres pour la distance de synchronsation n'est donc pas réalisable, la Lune aurait effectivement quitté l'influence gravitationnelle de la Terre depuis longtemps.

 

Par contre, A.Brahic donne 3 fois la distance actuelle pour la synchro, donc environ 180 rayons terrestres, ce qui reste encore en deça de la limite de la sphère d'influence gravitationnelle de la Terre.

 

Ensuite il y a un autre phénomène lié à l'orbite synchrone (l'orbite géostationnaire pour la Terre). En deça de cette distance orbitale, les satellites sont en avance sur le bourrelet de marée et ont tendance à réaccélerer la rotation de la planète et donc à se rapprocher de la planète. C'est le cas de Phobos par exemple qui se rapproche de Mars de 1,8m par siècle et qui va s'écraser sur Mars dans quelques dizaines de millions d'années.

 

Donc, la rotation de la Terre ralentissant, il y a un moment où le phénomène d'éloignement de la Lune s'inverse, et la Lune aura tendance à se rapprocher à nouveau de la Terre. C'est ce que décrit A.Brahic qui explique également que ce phénomène se chiffrant en milliards d'années, il sera rattrapé par le Soleil finissant en géante rouge.

 

Jean

Modifié 17 mars 2012 par sunfish22