Pourquoi les planètes tournent-elles et tournent-elles dans l'univers?
Réponses:
Au fur et à mesure que les planètes évoluent au cours de leur stade protoplanétaire et s'accumulent des matériaux à partir des disques protoplanétaires, qui s'effondrent gravitationnellement dans la poussière et les gaz interstellaires, ces particules accrues retiennent une partie de l'élan angulaire des matériaux à partir desquels elles se forment et sont en mouvement constant.
Image générée (survol virtuel) à partir d'une simulation de la période d'accrétion du disque protoplanétaire, montrant la préservation de
la quantité de mouvement angulaire dans l'orbite autour d'une planète de la taille de Jupiter, alors qu'elle nettoie son voisinage. (Source: Frédéric Masset )
Une belle description de cette préservation de l'élan angulaire, et pourquoi les planètes semblent tourner plus vite que leur disque protoplanétaire environnant va comme ceci:
La conservation de l'élan angulaire explique pourquoi une patineuse sur glace tourne plus rapidement lorsqu'elle tire ses bras. À mesure que ses bras se rapprochent de son axe de rotation, sa vitesse de [rotation] augmente et son élan angulaire reste le même. De même, sa rotation ralentit lorsqu'elle étend ses bras à la fin de la rotation.
Source: article de Scientific American sur Pourquoi et comment les planètes tournent-elles? (George Spagna)
On pourrait donc la décrire comme cette rotation axiale des planètes entraînant la conservation de l'impulsion angulaire des matériaux dans le disque protoplanétaire, se formant pendant la période d'accrétion du système planétaire à mesure que les protoplanètes gagnent en poids , et préservent cette impulsion angulaire due à l'inertie de leur vitesse radiale.
Le disque s'aplatit d'un nuage 3D à un disque 2D. Un anneau se forme à partir d'une bande de sur-densité de disque, se réduisant à un anneau nominalement 1d à partir d'une bande 2d. Les particules de l'anneau tombent l'une vers l'autre autour de l'anneau, et de telles attractions font que l'anneau contracte sa circonférence. L'anneau migre ainsi vers l'intérieur du disque vers le soleil.
Les particules en anneau entrent en collision et la taille moyenne des particules augmente tandis que le nombre de particules diminue. Le moment angulaire de l'anneau augmente à mesure que les particules tombant dans le sens de rotation de l'anneau tombent vers l'intérieur à partir de la circonférence tandis que les particules tombant dans le sens de rotation tombent vers l'extérieur, de sorte que l'attraction gravitationnelle mutuelle des particules les amène à orbiter entre elles plutôt que entrer en collision. Cet effet convertit le spin de l'anneau en spin de particules liées entre elles dans l'anneau.
Enfin, l'anneau s'effondre en une particule restante qui est la planète éclos par l'anneau. Les lunes restent de grosses particules dans l'anneau éloignées de la planète. Une fois que la planète s'est formée et que les lunes restantes se sont liées à la planète, l'anneau n'existe plus, laissant une planète et ses lunes, le cas échéant, sur une orbite stable autour du soleil. Plus tard, d'autres planètes se forment à partir d'autres bandes trop denses du disque.
La loi de Newton sur la gravitation universelle et la loi de Kepler sur le mouvement planétaire décrivent le mouvement des planètes autour du soleil. Les équations sont dérivées de ces lois et donc de la naissance de la mécanique céleste. Mais nulle part dans la littérature, nous ne pouvons trouver une loi acceptée de la rotation planétaire parce que tout le monde est convaincu qu'il n'y a rien de spécial dans la rotation des planètes. Sauf pour l'explication «galvaudée»…
"Il y a longtemps dans une galaxie très, très loin ... du gaz en rotation et de la poussière aplatis dans un disque protoplanétaire et en raison de la conservation de la quantité de mouvement angulaire, les planètes tournent maintenant avec des vitesses aléatoires"
Cela revient à dire que nous ne savons pas vraiment comment cela fonctionne. Nous avons un concept mais pas assez pour l'exprimer en chiffres.
Voici une citation de Lord Kelvin (William Thomson): «Je dis souvent que lorsque vous pouvez mesurer ce dont vous parlez et l'exprimer en chiffres, vous en savez quelque chose; mais quand vous ne pouvez pas le mesurer, quand vous ne pouvez pas l'exprimer en chiffres, votre connaissance est d'un genre maigre et insatisfaisant; ce peut être le début de la connaissance, mais vous avez à peine, dans vos pensées, avancé au stade de la science, quelle que soit la matière.
Suivez le lien ci-dessous pour les équations de rotation planétaire.
https://www.quora.com/What-determines-the-rotation-period-of-planets/answer/Randy-Evangelista-1