informations scientifiques pour coup de pouce en SF?

[Mariedelabas]

c'est ce que j'adore sur Cocyclics : tu poses une question à la noix et tu récoltes des tas de réponses intelligentes !!!

Merci à tous ! J'ai de quoi nourrir ma réflexion...et trouver d'autres idées, en plus !

[Asteroth]

A mon avis la petite devrait orbiter dans le plan formé par la grosse et l'étoile.
Il faudra aussi bien ajuster les différentes distances et masses afin que l'orbite de la petite planète soit stable sur le long terme. Je vois bien une orbite un peu elliptique avec des effets de marée combinés.
Là il faut passer le relais à un vrai astrophysicien.
Tu peux aussi simuler le système, ce qui devrait être possible avec ceci.

Je viens de découvrir ce logiciel grâce à toi et c'est excellent :p dommage que toute l'originalité du soft soit contenue dans la version premium (dont le test ne dure qu'une heure).

Sinon je suis doctorant en physique et donc ce fil m'attire inexorablement. Alors, euh, je ne sais pas si ça intéresse quelqu'un mais saviez-vous que la diffusion Rayleigh (qui explique que le soleil est jaune, que le soleil couchant est rouge et que le ciel est bleu), évoquée quelques posts plus tôt, est un effet qui n'agit sur les rayons lumineux qu'en haute atmosphère ?
Ce qui veut dire que si l'on retirait juste la haute atmosphère, le soleil serait blanc et le ciel (de jour) correspondrait à celui de la nuit étoilée.

[Anonyme_Quatre]

Quel serait l'effet sur la lumière "ambiante" du coup ?

[Asteroth]

À y réfléchir, ce serait assez marrant. S'il fait beau temps, il n'y a pas grand-chose pour diffuser de la lumière (s'il fait beau et que l'atmosphère est propre). Du coup je pense que ça devrait donner quelque chose d'aussi contrasté que s'il on est sur la lune : s'il on est dans l'ombre du soleil, il fait vite très noir. La seule chose qui puisse contrebalancer un peu, c'est la présence de bâtiments ou de relief qui diffusent. En revanche, s'il fait très nuageux, on devrait retrouver a priori les conditions d'éclairement d'un jour nuageux typique, puisque ce sont les nuages qui joueraient le rôle de diffuseurs.

À noter qu'il est difficile de justifier scientifiquement qu'on puisse avoir une atmosphère qui passe d'inexistante à dense. Quand je parle d'éliminer la haute atmosphère, ici ce qui est important pour éliminer la diffusion Rayleigh, c'est éliminer les couches très peu denses. Donc ça reste une expérience de pensée...

Bon après je peux oublier des détails, peut-être que quelqu'un pourrait me dire que ça donnerait autre chose pour telle ou telle raison, le débat est ouvert !

[Anonyme_Quatre]

Merci pour la précision ^.^ Même si donc, ce n'est pas réalisable x)

Tiens, tant que je suis là et que j'ai un pro sous la main ! Quelle influence, quels changements par rapport à la Terre, apporterait la présence de plusieurs lunes au lieu d'une ? C'est un sujet qu'on retrouve souvent et ça ne change rien au monde, et ça me perturbe dans le mien

[Asteroth]

Déjà pour s'imaginer les choses, si la Terre avait deux lunes, ça m'étonnerait beaucoup qu'elles aient la même orbite, elles devraient s'éjecter rapidement (des petits tests sur Universe Sandbox seraient faciles à faire, mais ma version premium est expirée). Donc l'une serait proche et l'autre lointaine. Je ne saurais pas dire grand-chose sur leurs masses (je ne suis pas astrophysicien).

L'effet majeur serait je pense celui dû aux forces de marées.
Au niveau des mers et océans, il y aurait plus de 2 marées terrestres par jour et elles seraient bien plus marquées (je suppose que les deux lunes orbitent dans le même plan). Avec 1 lune, nous avons un mélange de un cycle de marée par jour + un cycle de marée par mois + un cycle par an. Ils sont dus respectivement à la rotation de la Terre sur elle-même, la rotation de la lune autour de la Terre, la rotation de la Terre autour du Soleil. On a ainsi des marées hautes et basses, qui sont globalement plus faibles aux premier et dernier quartiers de lune (et globalement plus fortes à la pleine lune et à la nouvelle lune), et tout cet ensemble est globalement plus fort deux fois par an parce que Terre, lune et Soleil sont mieux alignées. Il y a plein de subtilités supplémentaires qui se cachent là-dedans et que je ne connais pas, mais maintenant, imagine avec 2 lunes... bref, le rythme des marées deviendrait extrêmement compliqué, et leur amplitude plus importante : un coup la lune supplémentaire viendrait briser l'amplitude forte de marée due à l'autre lune (ou au Soleil ou aux deux à la fois), un coup elle viendrait l'amplifier.
Je pense qu'un bon résumé serait : mers chaotiques et traîtresses. Il y a de quoi affecter toute la logistique maritime !
Il faut savoir que les roches subissent aussi les forces de marées, c'est d'ailleurs la raison pour laquelle la lune nous présente toujours la même face. Donc deux lunes, c'est beaucoup plus d'effets de marée sur la roche terrestre, donc potentiellement plus d'activité volcanique. Le cœur terrestre serait aussi probablement un peu plus chaud, mais là, je ne sais pas quels changements cela induirait. Et pour revenir à la lune qui nous montre toujours la même face, si elle interagit avec la seconde lune, ça pourrait ne plus être le cas. Maintenant, je ne sais pas si elle pourraient s'influencer mutuellement suffisamment pour ça sans perturber leurs orbites...

Euh voilà ?

[takisys]

Déjà pour s'imaginer les choses, si la Terre avait deux lunes, ça m'étonnerait beaucoup qu'elles aient la même orbite, elles devraient s'éjecter rapidement (des petits tests sur Universe Sandbox seraient faciles à faire, mais ma version premium est expirée). Donc l'une serait proche et l'autre lointaine. Je ne saurais pas dire grand-chose sur leurs masses (je ne suis pas astrophysicien).

L'effet majeur serait je pense celui dû aux forces de marées.
Au niveau des mers et océans, il y aurait plus de 2 marées terrestres par jour et elles seraient bien plus marquées (je suppose que les deux lunes orbitent dans le même plan). Avec 1 lune, nous avons un mélange de un cycle de marée par jour + un cycle de marée par mois + un cycle par an. Ils sont dus respectivement à la rotation de la Terre sur elle-même, la rotation de la lune autour de la Terre, la rotation de la Terre autour du Soleil. On a ainsi des marées hautes et basses, qui sont globalement plus faibles aux premier et dernier quartiers de lune (et globalement plus fortes à la pleine lune et à la nouvelle lune), et tout cet ensemble est globalement plus fort deux fois par an parce que Terre, lune et Soleil sont mieux alignées. Il y a plein de subtilités supplémentaires qui se cachent là-dedans et que je ne connais pas, mais maintenant, imagine avec 2 lunes... bref, le rythme des marées deviendrait extrêmement compliqué, et leur amplitude plus importante : un coup la lune supplémentaire viendrait briser l'amplitude forte de marée due à l'autre lune (ou au Soleil ou aux deux à la fois), un coup elle viendrait l'amplifier.
Je pense qu'un bon résumé serait : mers chaotiques et traîtresses. Il y a de quoi affecter toute la logistique maritime !
Il faut savoir que les roches subissent aussi les forces de marées, c'est d'ailleurs la raison pour laquelle la lune nous présente toujours la même face. Donc deux lunes, c'est beaucoup plus d'effets de marée sur la roche terrestre, donc potentiellement plus d'activité volcanique. Le cœur terrestre serait aussi probablement un peu plus chaud, mais là, je ne sais pas quels changements cela induirait. Et pour revenir à la lune qui nous montre toujours la même face, si elle interagit avec la seconde lune, ça pourrait ne plus être le cas. Maintenant, je ne sais pas si elle pourraient s'influencer mutuellement suffisamment pour ça sans perturber leurs orbites...

Euh voilà ?

Passionnant et clair, ce qui est d'autant plus génial

[Calirose]

c'est super intéressant, merci Asteroth!

[Anonyme_Quatre]

Merci beaucoup

[Topaze]

C'est marrant, Asteroth, mais je visualise le problème différemment. Pour moi, au contraire, les marées devraient avoir bien moins d'amplitude (imagine simplement que la somme des masses des deux astres est égale à celle de la Lune, et visualise...)
La conséquence immédiate : la liste des configuration augmentant l'amplitude de la marée aura une récurrence bien plus faible. Les marées de forte amplitude lorsqu'elle surviendront, seront aussi fortes qu'avec un système avec un unique astre mais surviendront de manière plus exceptionnelle. (SUR CETTE PARTIE, JE SUIS MEGA SUR DE MON COUP, et je sais que tu m'approuveras, Asteroth)
Au final, donc : une mer plus calme. (et c'est ce qu'il faut garder à l'esprit)

Maintenant, pour une partie un peu plus au feeling :
Si on garde notre Lune, et qu'on en ajoute une deuxième de masse équivalente, si seulement c'est possible, sans bousiller l'orbite de la planète (on double la masse en orbite, quand même), j'intuite le résultat suivant :
Des amplitudes en moyenne plus élevées qu'avec un seul astre, avec peu de variation (pas de mortes eaux et de vives eaux), jamais vraiment hautes (les effets n'entrant que rarement en résonance).
De manière très exceptionnelle (les config dangereuses à faible récurrence, la résonance, en somme, comme dans le premier exemple), des marées terribles, qui font bien mal au c*l.

C'est quantitatif, bien sûr, avec beaucoup de pif (mais j'ai un bon sens physique et les doctorants ne me font pas peur =P)

Notez que c'est plus poétique de voir une marée terrible par an, que d'en voir une tous les 6 du mois. Enfin, ça m'inspire plus

[Asteroth]

Bonjour Topaze,

Normal que tu aies des conclusions différentes, tu es parti d'hypothèses différentes :

C'est marrant, Asteroth, mais je visualise le problème différemment. Pour moi, au contraire, les marées devraient avoir bien moins d'amplitude (imagine simplement que la somme des masses des deux astres est égale à celle de la Lune, et visualise...)

Telle que la question des deux lunes a été posée, je suis parti du système Terre-lune tel quel en rajoutant une lune supplémentaire. J'ai donc rajouté de la masse en orbite, il est donc normal que les marées s'amplifient (amplifier est à prendre au sens large : l'amplitude augmente, ce qui veut dire que les maxima augmentent ET que les minima diminuent).
Si je pars du principe que je scinde la lune en deux, je rejoins tes conclusions, qui sont :

Maintenant, pour une partie un peu plus au feeling :
Si on garde notre Lune, et qu'on en ajoute une deuxième de masse équivalente, si seulement c'est possible, sans bousiller l'orbite de la planète (on double la masse en orbite, quand même), j'intuite le résultat suivant :
Des amplitudes en moyenne plus élevées qu'avec un seul astre, avec peu de variation (pas de mortes eaux et de vives eaux), jamais vraiment hautes (les effets n'entrant que rarement en résonance).
De manière très exceptionnelle (les config dangereuses à faible récurrence, la résonance, en somme, comme dans le premier exemple), des marées terribles, qui font bien mal au c*l.

Mais encore une fois je suis parti de quelque chose de différent : pour moi, mettre deux lunes sur la même orbite n'est vraiment pas réaliste, donc il y en a une proche et une lointaine. À ce moment-là, je peux réaliser ce qu'on appelle dans le jargon une approche perturbative : cela veut dire que je considère que la lune rajoutée ne modifie pas trop le système Terre-Lune. Résultat, la lune supplémentaire module tout ce qui se produit pour le système non perturbé. Donc les différents cycles que j'ai déjà décrits existent toujours, mais la lune supplémentaire les rend plus ou moins importants avec une période qui correspond à sa période de rotation autour de la Terre. Après tout est une question de dosage : si la lune est très très loin (ou très peu massive), elle ne change quasiment rien. Si elle est trop proche, l'analyse perturbative ne tient plus, il faut étudier le système Terre-2 lunes en détail et là, bon courage !

(mais j'ai un bon sens physique et les doctorants ne me font pas peur =P)

Et tu as raison ! Déjà parce que les arguments d'autorité sont pas terribles, et puis l'erreur n'existe pas. Il est facile de faire des fautes de raisonnement, pour moi y compris. C'est bien pour cela que ce que je suggère ici est toujours soumis à discussion !

[Calirose]

(Ecoute avec intérêt en retenant sa respiration)

[Topaze]

Mais encore une fois je suis parti de quelque chose de différent : pour moi, mettre deux lunes sur la même orbite n'est vraiment pas réaliste, donc il y en a une proche et une lointaine. À ce moment-là, je peux réaliser ce qu'on appelle dans le jargon une approche perturbative : cela veut dire que je considère que la lune rajoutée ne modifie pas trop le système Terre-Lune.

J'ai aussi pris ça, à la louche, en ligne de compte. Avec Kepler, la différence de distance, ou de masse, implique aussi une différence dans la vitesse de déplacement des deux astres autour de la planète, ce qui induit que les positions possibles des satellites lorsqu'ils se retrouvent en opposition ou superposition changent sans cesse* (ces positions de superposition / opposition rendant le problème assimilable à un satellite unique de manière sporadique, et ce sont ces positions qui nous intéressent puisqu'elles engendrent potentiellement les plus forts coeff de marée de notre système à trois corps).
Ce changement incessant des lieux de superposition / opposition de nos satellites par rapport à notre planète diminue d'autant plus la probabilité qu'il y ait alignement ou quadrature de ce couple (en mode superposé ou opposé) avec notre planète et le soleil (avec mortes eaux vives / eaux en conséquences).

D'où mon "résultat" =)



Et j'en profite pour compéter le point que tu as évoqué sur le volcanisme : on peut même intuiter une augmentation de l'activité sismique.

A noter aussi qu'une force de marée trop importante sur un astre peut entraîner sa désagrégation complète, comme pour une comète ou un astéroïde passant à proximité d'un corps pesant (souvenir ému des exercices de math spé)

*dans le référentiel mobile, en rotation, qui suit notre planète, dans le plan de l'écliptique : (Planète, ur, uthêta), avec ur le vecteur unitaire soleil -> planète, et thêta l'angle du vecteur ur par rapport à une position de référence (uthêta orthogonal à ur, of course).

[Asteroth]

Là, je commence à ne plus être d'accord !
Je pense que tu choisis un mauvais référentiel qui t'induit en erreur. Lorsque l'on parle des marées, il est très important de situer lunes et Soleil par rapport à un point fixe de la surface terrestre au niveau duquel les marées vont être mesurées. Dans le cas contraire, si par exemple mon point de référence se balade et suit la rotation de la Lune (pour le système TL seul), je peux dire que je n'observe qu'une marée fixe ! Ça ne serait pas faux, mais ça ne correspond pas à ce qu'on essaie de décrire. Or, tu as choisi le référentiel pour lequel le Soleil est fixe par rapport à la Terre (j'ai failli le choisir lors de mes propres réflexions). Problème : la Terre tourne dans ce référentiel. Autrement dit, oui, les lunes sont en conjonction ou en opposition un peu partout, mais au-dessus de quel point de la Terre ? C'est très difficile à imaginer.

Donc pour ma part, je raisonne sur le référentiel lié à la Terre (je l’appellerai terrestre), pour laquelle elle est immobile. Si il n'y a ni lunes ni soleil, la marée est constante. J'ajoute une lune : la marée monte pour le point terrestre situé en dessous de la lune et son point diamétralement opposé. Dans le référentiel géocentrique, la Lune fait le tour de la Terre en un mois grosso-modo. Dans le référentiel terrestre, ce n'est pas ce que je vois : si je suis sous la lune, en un seul jour, je me retrouve quasiment à nouveau sous la lune ! D'où un cycle de marée par jour. Correction : il y a deux points sur Terre qui voient les marées augmenter, d'où deux cycles de marée par jour (comme quoi je m'étais déjà planté à ce niveau-là). La marée met 6 heures à passer de haute à basse.

Ensuite, je rajoute le Soleil. À partir de là, il faut faire attention aux périodes de rotation des objets. Dans le référentiel géocentrique, le Soleil met un an à faire le tour de la Terre (le référentiel est géocentrique hein, je ne m'oppose pas à Copernic ! ). La Lune met un mois, autant dire que le Soleil est un escargot : il peut être considéré fixe sur une période de temps suffisamment courte. Si je note les positions relatives de la Lune et du Soleil tous les jours à heure fixe pendant un mois, je constate qu'alors que le Soleil est au beau fixe, la Lune aura été successivement au-dessus de moi, puis une semaine plus tard à l'horizon, puis diamétralement opposée à moi, puis à nouveau à l'horizon (mais de l'autre côté), et enfin de retour au-dessus de moi. Je viens de décrire deux cycles de vives eaux-mortes eaux. Pendant ces 4 périodes de 7 jours, Soleil et Lune agissent de concert ou s'ignorent royalement. Le point crucial est que cette contribution se fait en supplément des marées classiques quotidiennes ! Car chaque jour, j'ai vu la Lune et le Soleil faire le tour de la Terre, de mon point de vue terrestre. Donc je vois les marées quotidiennes être plus fortes pendant une semaine, puis plus faibles, puis plus fortes, etc. Et dire ce que j'ai dit en gras, c'est déjà faire une méthode perturbative. On dit que les marées quotidiennes sont modulées : elles sont en quelque sorte doublement périodiques.

Donc, je peux prendre un raccourci, et dire que tant que je peux appliquer des méthodes perturbatives, l'ajout d'un corps céleste rajoute une modulation supplémentaire.
J'ai fait quelques graphiques qui confirment le caractère déchaîné et chaotique que j'ai décrit. Vu que ça fait deux heures que j'écris ce post, je m'arrête cependant là

[Topaze]

Ah oui, je vois ! Merci, j'avais complètement zappé le cycle de 6 heures et raisonnais avec les coefficients. Merci d'avoir pris du temps pour la démo =)