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       - Mouvements planétaires : entre l'ordre et le chaos  
    Hors série - Science & Vie - 1996-09-01      
    La gravitation, la force qui règle la géométrie ordonnée du système solaire, a aussi des effets pervers. On les découvre aujourd'hui.  
    Nous serions bien désemparés si, dans le monde, tout arrivait par accident. En cela, la contemplation de la voûte céleste a quelque chose de rassurant. Le ballet des corps célestes obéit visiblement à d'inaltérables régularités, scandées par l'alternance des jours et des nuits, le rythme des saisons et des années. Même les planètes - astres errants, selon l'étymologie - se plient à la loi commune des cycles et des recommencements.  
    L'Histoire de l'homme montre qu'il existe mille façons de rechercher, dans le ciel, un exorcisme et une consolation au sentiment du temps qui fuit. Nous avons besoin de croire à l'existence de règles du jeu parfaitement définies derrière le chaos des apparences. Les Anciens Grecs, par exemple, en étaient arrivés à croire à un cosmos organisé en sphères cristallines, aux proportions si parfaites qu'une mélodie mystérieuse devait émaner de leurs mouvements. La géométrie y était musique; les harmoniques s'y faisaient harmonie. La sagesse consistait alors naturellement à prêter une oreille attentive à la pulsation des choses afin d'inscrire sa vie dans l'ordre universel …  
    Une conception tellement sécurisante qu'elle a perduré pratiquement intacte jusqu'au début du XVIIe siècle. Les hommes de ce temps apprennent à vivre sans la rassurante illusion que la Terre soit le centre du monde. Mais, comme par une sorte de compensation, les lois découvertes par Kepler leur donnent aussi le sentiment d'avoir enfin percé le secret des mouvements planétaires. Les orbites, enfin libérées du carcan dans lequel les emprisonnaient les sphères rigides, apparaissent en fait normalement elliptiques. La vitesse instantanée des planètes, aussi bien que leur période de révolution, sont parfaitement déterminées selon la distance au Soleil. Ces lois, pourtant, ne constituent encore qu'une législation des apparences, acceptable seulement en première approximation. Derrière elles s'en cache une autre, simple, élégante et autrement plus impérieuse : la loi d'attraction universelle, formulée, en 1687, par Newton.  
    Tous les corps s'attirent entre eux en fonction de leurs masses et de leur distance. Voilà qui suffit à expliquer les mouvements planétaires, mais aussi la chute des pommes, les marées et, même, les voies empruntées par le système solaire au cours de sa formation !  
    La loi d'attraction universelle est aussi quelque chose de subtil. Si l'on s'en tient à. ne considérer que deux corps, elle permet de démontrer qu'ils évolueront bien autour de leur centre de gravité commun en obéissant fidèlement aux lois de Kepler. Mais tout devient compliqué, et le plus souvent mathématiquement inextricable, dès que l'on introduit dans le jeu un troisième objet - et, à fortiori, tout le bataillon des planètes, satellites, astéroïdes et autres comètes qui peuplent en réalité notre système solaire.  
    L'attraction de chaque corps supplémentaire modifie légèrement la course de tous les autres. Dans ces conditions, aucune trajectoire ne saurait plus être exactement elliptique. Les orbites perturbées peuvent subir des variations d'excentricité elles s'arrondissent ou, au contraire, deviennent plus allongées. Si l'allongement devient important, l'orbite peut même s'ouvrir littéralement. La trajectoire devient alors parabolique ou hyperbolique. Le corps se détache gravitationnellement de l'astre autour duquel il tourne, au risque de s'évader à jamais du système solaire. Sous l'effet d'une perturbation, une orbite peut également voir se modifier l'orientation de son grand axe, ainsi que le plan dans lequel s'inscrivait initialement la trajectoire.  
    Certes, le Soleil concentre 99,87% de la masse du système solaire et, pour l'essentiel, c'est toujours lui qui continuera de mener la danse. L'action perturbatrice que les planètes exercent entre elles reste faible. Tous les corps ne tournent pas autour du Soleil. Certains sont satellisés autour des planètes, et subissent donc bien davantage leur attraction que celle du Soleil. Tout, ici, est affaire d'échelles. Echelle de distances mutuelles et, aussi, échelle de masses relatives. Les quatre planètes géantes (99,55% de la masse totale des objets gravitant autour du Soleil) ont une influence notable sur tous les autres corps du système solaire. Jupiter est ainsi mille fois moins massive que le Soleil, mais 800 fois plus que son système de satellites et 318 fois plus que la Terre. Saturne, pour sa part, contient presque cent fois plus de matière que notre planète, elle-même 81 fois plus massive que la Lune, et 1'600 fois plus massive aussi que la totalité des millions d'astéroïdes …  
    Depuis leur naissance précoce, les planètes géantes jouent en fait un rôle central dans le devenir du système solaire. Ces monstres de gravité ont agi comme des frondes sur les moins massifs des planétoïdes à partir de l'accumulation desquels se formaient les autres planètes. Quantité de ces planétoïdes ont été expulsés violemment de leurs paisibles orbites. Un nettoyage de l'espace interplanétaire, qui, dans les régions internes, a sans doute amplifié l'intense bombardement originel des planètes, modifiant ainsi leur composition chimique. La majorité de ces petits corps - au total, l'équivalent de près de 300 masses terrestres - a dû être évacuée vers l'espace interstellaire. Quelques milliards, correspondant à une masse de deux à trois fois celle de notre planète, sont restés liés gravitationnellement au Soleil, relégués simplement à de grandes distances.  
    Ces reliques glacées du système solaire primitif subsistent encore aujourd'hui, et pour la plupart, à une distance d'environ une année-lumière, papillonnent autour de notre étoile comme une nuée de moustiques. Elles formeraient ainsi un vaste halo sphérique centré sur le Soleil, le nuage de Oort.  
    Les nouvelles comètes proviennent, selon toute vraisemblance, de cette mystérieuse contrée. Les objets qui la peuplent subissent en effet toujours l'attraction perturbatrice des planètes géantes. Il se peut alors qu'à l'occasion, l'un de ces corps, à l'orbite déstabilisée, file vers les régions centrales du système solaire. Dès que le rayonnement du Soleil et sa chaleur font fondre partiellement sa glace, les particules de poussières qu'elle emprisonnait sont soufflées pour former une longue queue de lumière.  
    Ces visiteurs du fond des âges que sont les comètes, faisant ainsi irruption de façon imprévisible dans notre ciel, sont devenus des événements rares. Le grand ménage originel s'est apaisé au bout du premier milliard d'années du système solaire. Une régularité sans faille semble aujourd'hui régner désormais au royaume des planètes.  
    Une bonne façon de conforter notre intuition de stabilité consiste à noter l'existence de nombreuses commensurabilités dans les périodes des mouvements planétaires. Il y a commensurabilité dans les périodes de deux astres quand, après un certain nombre entier de révolutions de l'un des objets, le second a, lui aussi, accompli un nombre entier de tours. L'analogie avec d'autres phénomènes périodiques étudiés en physique fait désigner de telles situations sous le nom de résonances.  
    Le cas de résonance le plus simple est celui où des astres décrivent la même orbite. La troisième loi de Kepler assure qu'ils auront alors la même période de révolution. Deux groupes d'astéroïdes  appelés planètes troyennes parce que les astronomes puisent leurs noms dans l'Iliade - circulent ainsi sur la même orbite que Jupiter. Le premier essaim évolue à 600 à l'avant de la trajectoire de la planète géante, le second à 60° à l'arrière. Dès la fin du XVIII siècle, alors même qu'aucun astéroïde n'avait été découvert, Lagrange avait calculé qu'une pareille configuration était stable. Quand un astéroïde subit une petite perturbation gravitationnelle tendant à l'écarter de sa position, c'est encore la gravitation qui le ramène sur sa trajectoire initiale. L'attraction combinée du Soleil et de Jupiter, joue ici comme un ressort de rappel. On connaît d'autres exemples, comme celui d'Eurêka, un astéroïde évoluant sur la même orbite que Mars et calé en un point écarté de 60° de la planète rouge.  
    Les périodes peuvent aussi être différentes. Les objets circulent alors sur des orbites telles que les périodes qui leur correspondent restent commensurables. C'est le cas des principaux satellites de Jupiter. Lorsque Jo, par exemple, effectue quatre révolutions, Europe en accomplit deux et Ganymède une seule. Les mêmes configurations des positions des satellites se reproduisent donc périodiquement. Autour de Saturne, des résonances se manifestent aussi dans les mouvements de plusieurs satellites. Mimas accomplit deux révolutions quand Thétys n'en accomplit qu'une seule; même chose, respectivement, pour Dioné et Encelade; Titan, pour sa part, effectue quatre révolutions, quand Hypérion en achève exactement trois.  
   

Le moment de la formation du système solaire

 
    Le Soleil et son cortège planétaire sont nés de l'effondrement d'un de ces multiples et immenses nuages de gaz moléculaires et de poussières qui sillonnent l'espace interstellaire. Normalement, de telles condensations sont en équilibre, les champs magnétiques et l'agitation thermique de leurs particules aux effets centrifuges compensent l'attraction gravitationnelle à vocation centripète. Mais il suffit d'un petit coup de pouce, par exemple l'onde de choc produite par l'explosion d'une supernova proche, pour que le monstre soit déstabilisé.  
    Aussi infime qu'ait alors été, au départ, le mouvement de rotation du nuage, celui-ci a dû s'accélérer en vertu du principe de conservation du moment cinétique, le même qui veut qu'une patineuse sur glace tourne plus vite lorsqu'elle replie ses bras. Ce principe stipule que pour tout objet, ou ensemble d'objets, de masse donnée, isolé du reste du monde, le produit du carré de son rayon par sa vitesse de rotation reste constant.  
    Donc, si une masse de gaz interstellaire se contracte, sa vitesse doit aussi augmenter, en proportion de la réduction de ses dimensions. Une contrainte qui a longtemps constitué une difficulté pour les astronomes. On savait comment le gaz, tombant dans les régions centrales de ce que l'on a coutume d'appeler la nébuleuse primitive, pouvait atteindre des pressions et des températures capables de donner naissance à notre étoile. Mais tous les calculs montraient aussi que la vitesse de rotation du futur Soleil aurait alors été telle que la force centrifuge l'aurait désintégré ou, du moins, fractionné, pour former, à la fin, plusieurs étoiles emportant chacune sa part de moment cinétique. Qui plus est, alors que le Soleil rassemble plus de 99% de la masse du système solaire, ce sont les frêles planètes qui emportent 97% du moment cinétique total du système solaire.  
    Pour expliquer comment le moment cinétique a pu ainsi se désolidariser de la masse accumulée au centre de la nébuleuse primitive, il est nécessaire d'invoquer, à un stade précoce de l'effondrement, la formation, sous l'effet de la force centrifuge, d'un disque épais de matière en rotation autour du futur Soleil.  
    Dans ces conditions, tout ce qui tombe au centre transite d'abord par le disque et s'y trouve ralenti. La rotation des régions internes du disque tendant, conformément à la troisième loi de Kepler, à être plus rapide que celle des régions externes, des frottements apparaissent, créant mouvements de convection et turbulences. De l'énergie est ainsi dissipée sous forme de chaleur, ce qui ralentit la rotation du disque et réduit donc le moment cinétique. Mais, surtout, ces frottements (associés à l'action des champs magnétiques) freinent les régions internes et accélèrent la rotation des régions périphériques. Du moment cinétique est ainsi transporté vers l'extérieur du disque et sera conservé par le matériau à partir duquel vont se former les planètes. Le Soleil, bien que très massif, sera, lui, assuré de la rotation lente qu'on lui connaît.  
    Les planètes aussi semblent parfois avoir réussi à coordonner leurs mouvements respectifs. Pluton effectue, par exemple, deux révolutions pendant le temps nécessaire à Neptune pour en achever trois. Tous les 495 ans, les deux astres se trouvent ainsi dans la même position relative, et tant que cette situation durera, cette résonance garantit que ces deux objets n'entreront jamais en collision, bien que leurs orbites se croisent en deux points. Les orbites des deux principales planètes du système solaire se situent également . proximité d'une résonance. Quand, au bout de 854 ans, Jupiter a tourné exactement 72 fois autour du Soleil, Saturne a accompli (à peu de chose près) 29 révolutions.  
   

Les orbites : de Kepler à Einstein

 
    S'appuyant sur les mesures des positions des planètes, effectuées par Tycho Brahé à la fin du XVIe siècle, Johannes Kepler a énoncé, entre 1609 et 1619, les trois lois qui portent son nom :
  1. Les orbites des planètes sont des ellipses dont le Soleil occupe un des foyers.
  2. Les aires balayées par les rayons allant du centre du Soleil au centre de la planète, sont proportionnelles aux temps employés à les décrire.
  3. Les carrés des temps de révolution T des planètes sont proportionnels aux cubes des demi grands axes des orbites (T2/a3 = constante).
 
    Telles quelles, ces lois décrivent des mouvements, mais n'apprennent rien sur l'origine de ceux-ci. C'est à Newton qu'il reviendra d'expliquer comment, d'une part et de façon générale, les forces sont les causes des mouvements, et, d'autre part et en particulier, comment s'exprime la force responsable de la gravitation des planètes.  
    Selon cette conception, qui date de 1687, deux corps matériels quelconques de masses respectives M et m, séparés d'une distance d, s'attirent mutuellement avec une force F proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance (F = G.M.m/d2, où G est la constante de gravitation universelle). Les lois de Kepler se déduisent alors de cette loi dans une forme plus générale. Elles s'enrichissent notamment par l'introduction de la notion de masse. Deux corps ne tournent pas l'un autour de l'autre, mais tous les deux autour de leur centre de masse (ou de gravité) commun, et les vitesses et périodes de révolution sont, elles aussi, des fonctions de la masse. De plus, la validité des lois de Kepler est étendue au mouvement (qui désormais n'est plus seulement elliptique mais peut être aussi parabolique, hyperbolique ou simplement circulaire) de tout objet céleste, à commencer par celui des comètes et des satellites autour des planètes.  
    Même si elle reste un cadre toujours acceptable pour décrire les mouvements planétaires, et en tirer des conclusions valides concernant la stabilité du système solaire, la théorie de Newton ne satisfait plus aujourd'hui les exigences de la physique dont elle viole certains postulats, comme l'impossibilité d'une action instantanée à distance, et sans médiateur.  
    Malgré des insuffisances, la relativité générale, proposée par Einstein, en 1917, pallie ces défauts. Elle permet des calculs plus précis et rend compte de nombreux phénomènes astronomiques qui laissent impuissante la théorie newtonienne (l'expansion de l'Univers, par exemple !). La masse d'un corps n'est plus considérée comme la source d'une force. La masse déforme plutôt l'espace dans lequel elle est immergée, et en détermine localement la géométrie. Dans un espace ainsi courbé, le plus court chemin entre deux points n'est pas toujours une ligne droite. Le mouvement inertiel (c'est-à-dire celui d'un corps qui n'est mû par aucune force) peut alors aussi dessiner une courbe. C'est ce qui arrive aux planètes. Elles ne sont soumises à aucune force véritable, mais se déplacent sur leur lancée, dans un espace tellement déformé par la masse du Soleil que le plus court qui leur soit permis se referme sur lui-même … comme une orbite képlérienne !  
    Au total, il apparaît donc que si, effectivement, les planètes altèrent mutuellement leurs courses, interdisant, de ce fait, l'application des lois de Kepler pour décrire leur mouvement, une régularité d'un ordre supérieur pourrait exister. Il suffit d'attendre l'accomplissement complet d'un des cycles sous-tendus par une résonance. Les perturbations dans un sens auront alors toutes été corrigées par des perturbations d'amplitude égale, mais dirigées dans le sens inverse. Ainsi toutes les pendules seront-elles remises à zéro et tout pourra désormais recommencer à l'identique pour un nouveau cycle, et ceci indéfiniment. De quoi donc imaginer que l'existence d'une résonance soit un gage de stabilité. Laplace, l'un des initiateurs, avec Lagrange, du calcul des perturbations planétaires, avait adopté ce point de vue. Mais Le Verrier, le découvreur de Neptune, avait, lui, émis des doutes sur les garanties de stabilité du système solaire. Et d'autres, après lui (disons Poincaré, puis, au cours de ce siècle, Kolmogorov, Arnold et Moser, pour ne citer que les plus connus), ont confirmé que ce n'était effectivement pas si simple.  
    Beaucoup de choses en fait peuvent se produire avant qu'un cycle complet ait été bouclé. Par exemple, pendant les 495 ans au bout desquels Pluton et Neptune en ont terminé avec leurs débats mutuels, Jupiter est venu tous les douze ans perturber le couple de ses chiquenaudes gravitationnelles, et Saturne tous les 29 ans et demi. Pendant les 495 ans suivants, le même scénario se reproduira, mais les coups de boutoirs de Jupiter et de Saturne (qui n'en auront pas encore fini avec leur circuit de 854 années) ne seront pas exactement identiques aux précédents. Et si l'on veut aussi considérer l'ensemble des perturbations causées par tous les autres corps gravitant autour du Soleil, on constatera vite que cette quête du plus petit commun multiple de toutes les périodes qui s'expriment dans le système solaire risque fort de conduire à une absurdité la grande année, chère aux anciennes mythologies, au terme de laquelle tout pourrait recommencer à l'identique, a toutes les chances de duref bien davantage que le Soleil lui-même !  
    S'intéresser aux commensurabilités des périodes orbitales quand on s'interroge sur la stabilité du système solaire, pour se limiter au constat que tout ce monde n'est pas loin de tourner comme une belle et harmonieuse mécanique, déboucherait donc sur une impasse, si cela ne menait pas aussi à s'interroger, justement, sur ce qui se passe à proximité d'une résonance.  
    Le retour exact à une situation antérieure ne sera en pratique jamais réalisé, mais que se passe-t-il si l'accord est réalisé à, disons, cent mètres ou cent mille kilomètres près ? Quel est le statut de ces petits (à l'échelle astronomique) écarts ? D'un cycle sur l'autre vont-ils être bridés ou vont-ils s'amplifier ? Les perturbations que subit un corps céleste de la part de tous les autres se combinentelles de telle sorte qu'à la fin elles se compensent ? On serait alors dans une situation un peu comparable à celle qui permet au mécanisme de régulation d'une horloge de contrôler, en le recalant en permanence, le mouvement des aiguilles. La somme des différentes déviations gravitationnelles imposée au corps céleste finit-elle, tout au contraire, par devenir démesurée ? Cela correspondrait, cette fois, à ce que l'on observe lorsque l'on inflige à une balançoire une pichenette synchronisée avec sa période d'oscillation propre : un emballement du mouvement. Quand on parle d'habitude de résonance, c'est d'ailleurs bien souvent avec l'idée d'une amplification des petits écarts, pouvant devenir rapidement catastrophique !  
    Pour ce qui concerne le système solaire, la question ouverte, on l'a dit, avec les travaux de Laplace et de Lagrange il y a deux siècles, n'a trouvé une solution satisfaisante qu'au cours de la dernière décennie, grâce au recours à de puissants ordinateurs. Au final, il s'avère que les deux cas de figures pourront être rencontrés …  
    La gravitation est une force perverse et la structure de la ceinture des astéroïdes fournit une excellente illustration de ses bizarreries. Cette ceinture forme un disque situé entre deux et cinq fois la distance de la Terre au Soleil. Sans la croissance rapide de Jupiter, une planète tellurique aurait pu se former dans cette région. Mais les perturbations de la planète géante et la violence des collisions qu'elles ont alors suscitées, ont conduit, dans un premier temps, à une suite de fractionnements des planétoïdes plutôt qu'à leur agglomération en un objet massif. Si l'action de Jupiter s'était limitée à cela, il aurait dû résulter du processus de fragmentation un étalement uniforme sur un disque des astéroïdes résultants. Or, la ceinture d'astéroïdes s'organise en réalité selon une alternance de régions où se concentrent des millions de corps et d'étroites zones vides, dites lacunes de Kirkwood. Ici encore, le jeu pervers de la planète géante en est la cause.  
    Ces lacunes correspondent, en effet, à des orbites dont la période de révolution est en rapport simple avec celle de la planète géante (1/3, 2/5, 3/7 et 1/2). Même constatation pour les régions peuplées, qui traduisent également des situations de résonance. Les Hilda, par exemple, constituent une famille d'astéroïdes effectuant trois révolutions quand Jupiter en accomplit deux. Il existe donc bien des résonances stables et d'autres qui ne le sont pas et, en général, les mathématiques de la théorie de l'attraction universelle ne peuvent pas en rendre compte sans recourir à l'informatique.  
    Les simulations numériques confirment ainsi que les Hilda circulent effectivement aux environs d'une résonance stable. Elles permettent également de comprendre comment ont été creusées les lacunes de Kirkwood et, tout particulièrement celle située â 2,5 fois la distance de la Terre au Soleil (résonance 1/3). De temps â autre, les astéroïdes qui y circulaient â l'origine, ou qui, encore aujourd'hui, viennent s'y perdre (la population pouvant être renouvelée par des débris issus de collisions ayant lieu dans les régions d'accumulation), doivent connaître des bouffées chaotiques d'excentricité. En d'autres termes, leur orbite s'allonge brusquement, puis revient de façon tout aussi impromptue à sa forme antérieure. Or, à l'occasion de ces brèves et apparemment innocentes escapades, il peut arriver que certains objets s'approchent suffisamment de Mars pour en subir l'irrésistible attraction et se trouver irrémédiablement déviés sur une orbite nouvelle.  
   

Le règne des marées

 
    Si une planète était un objet ponctuel, la force centrifuge d'inertie, liée à son mouvement de révolution, serait d'intensité égale et de sens opposé à l'attraction gravitationnelle s'exerçant sur elle. La résultante de ces deux forces serait donc nulle. Mais les planètes, les satellites, comme n'importe quel corps matériel sont des objets étendus. Les forces centrifuge et d'attraction s'équilibrent exactement en leur centre de gravité. Mais dans la région la plus proche du corps attracteur, la force de gravitation est plus importante que la force centrifuge. Dans la région opposée, c'est le contraire. On se trouve ainsi dans la situation où le corps est soumis à des forces contraires qui tendent à "l'étirer".  
    L'attraction de la Lune déforme ainsi la croûte terrestre de quelques décimètres, et, surtout, elle déplace les masses océaniques pour former un bourrelet dans la direction de notre satellite. Dans la direction opposée, la prédominance de la force centrifuge créée par le mouvement de révolution de notre planète autour du centre de gravité du système TerreLune forme un second bourrelet. La Terre tournant sur elle-même, ces deux bourrelets, théoriquement fixes (par rapport à la Lune) semblent se déplacer à sa surface. Ce sont les marées.  
    A cause des frottements, la dissipation d'énergie accompagnant le déplacement incessant des masses océaniques ralentit légèrement la rotation de la Terre. Comme la masse de la Terre est bien plus importante que celle de la Lune, l'effet de marée engendré par notre planète sur son satellite est encore plus marquant. La rotation de la Lune a été tellement ralentie, en particulier à l'époque où sa matière était encore très chaude et semi-fluide, qu'elle a fini, du fait d'une intense dissipation visqueuse, par synchroniser sa période de rotation sur sa période orbitale. La Lune tourne autour d'elle-même en même temps qu'elle tourne autour de la Terre. Une résonance parfaitement stable, que l'on observe aussi pour la plupart des autres satellites du système solaire. Comme la Lune, ils présentent toujours la même face à la planète autour de laquelle ils gravitent.  
    Des ralentissements de même origine auraient aussi affecté les rotations de Mercure, Vénus et Pluton. Les planètes ont, en effet généralement, une période de rotation comprise entre une dizaine d'heures (Jupiter et Saturne) et 24 heures (la Terre et Mars). Mercure et Vénus, en revanche, tournent lentement sur elles-mêmes. Un peu plus de 58 jours pour la première, 253 jours pour la seconde. La raison tiendrait à l'effet des marées engendrées par le Soleil. Mercure, en particulier, se trouve verrouillée dans une résonance qui lui fait accomplir trois rotations sur elle-même pendant le temps qui lui est nécessaire pour achever exactement deux révolutions autour du Soleil. Quant à Pluton, dont la rotation dure six jours, elle doit visiblement son ralentissement à Charon, son gros satellite, auquel elle présente d'ailleurs toujours la même face.  
    Si l'on excepte ce ralentissement général des rotations, les effets de marées ne semblent pas avoir de conséquences bien dramatiques. Mais que se passerait-il si la Lune circulait beaucoup plus près de la Terre ? Les forces antagonistes en présence seraient beaucoup plus intenses. Elles pourraient même être suffisantes pour contrecarrer les forces de cohésion du matériau lunaire et briser notre satellite. On a ainsi calculé que si la Lune se situait à 18'000 km de la Terre (au lieu de 400'000), elle se briserait en morceaux de 200 km de diamètre en moyenne.  
    De façon générale, pour chaque corps céleste, il existe, en fonction de sa masse, une distance seuil, en deçà de laquelle aucun gros corps ne peut subsister sans se fragmenter. Cette distance est appelée limite de Roche, du nom du physicien qui l'a mis en évidence, en 1850.  
    Ce sont ainsi les effets destructeurs des forces de marées engendrées par Jupiter qui, en 1994, ont fractionné en plusieurs morceaux le noyau de la comète Shoemaker-Levy 9, avant qu'elle ne s'écrase sur la planète géante.  
    Ce même mécanisme peut expliquer les anneaux des planètes géantes soit les forces de marées auraient agi préventivement en empêchant, à l'intérieur de la limite de Roche, l'agglomération des fragments qui auraient alors pu former un satellite (ce qui correspond à la situation qui a inhibé la formation d'une planète dans la zone de la ceinture d'astéroïdes); soit les forces de marées auraient simplement brisé un ou plusieurs satellites ayant pénétré dans la région interdite. Dans tous les cas, les simulations numériques montrent que les collisions entre fragments conduisent naturellement à un étalement en un mince anneau.  
    Un détournement de planètes mineures en quelque sorte, et qui a peut-être conduit, jadis, à la capture et la satellisation par la planète rouge de Phobos et Deimos, les deux présumés ex-astéroïdes, qui aujourd'hui lui servent de lunes. C'est aussi un pompage séculaire analogue de toutes les autres lacunes de Kirkwood qui alimenterait les populations des groupes d'astéroïdes Aten, Amor et Apollo, venant régulièrement, et parfois dangereusement, croiser l'orbite de la Terre. Il existe, de plus, de bons arguments pour voir dans une famille de météorites basaltiques, appelés eucrites, des fragments de l'astéroïde Vesta, qui, il y a quelques dizaines de millions d'années seulement, serait entré en collision avec un corps de dimensions inférieures. Les fragments produits, auraient peu à peu dérivé vers une région de résonance instable voisine, à partir de laquelle peut s'envisager une expulsion violente vers notre planète.  
    0n notera enfin que la structure des anneaux des planètes géantes reproduit des motifs assez similaires, bien que plus complexes, à ceux de la ceinture d'astéroïdes. On y observe, de la même façon, des commensurabilités entre les périodes des orbites de satellites et celles correspondant à des régions particulières des anneaux par exemple, plusieurs des sillons divisant les anneaux de Saturne correspondent bien à des résonances impliquant le satellite interne Mimas.  
    Ceci dit, qu'il existe bien des orbites particulières où un petit corps ne peut séjourner indéfiniment ne signifie pas que le bon ordonnancement de la course des planètes soit pour autant menacé. La masse, c'est-à-dire aussi l'inertie de ces dernières, est incomparablement plus élevée. Elles offrent une résistance beaucoup plus marquée aux infimes perturbations qu'elles subissent. En 1988, G. Sussman, J. Wisdom et leur ordinateur, ont pourtant commencé à déboulonner pour toujours le vieux mythe de la stabilité du système solaire.  
    Le premier gros objet à passer à la trappe de l'illusion sera Pluton. Un cas exemplaire, à cause de la résonance apparemment stable de son orbite avec celle de Neptune. Cette synchronisation semblait garantir la pérennité du mouvement régulier de Pluton. Le verrouillage ne fonctionne en fait que sur une échelle de temps relativement courte. Si l'on veut connaître la position de l'astre dans quatre cent millions d'années, l'erreur commise atteint les 100%. On ne sait dire du tout où se trouvera Pluton à ce moment-là. A cette échelle de temps, sa trajectoire est parfaitement imprévisible !  
    Depuis ce travail fondateur, Jacques Laskar et son équipe du Bureau des longitudes, à Paris, ont montré que l'orbite des planètes intérieures est tout aussi chaotique que celle de Pluton. D'une façon générale, une erreur d'un dix milliardième sur la position d'un de ces objets -soit un écart d'environ 100 m sur la position du centre de la Terre, par exemple - se traduit par une erreur de 100% après cent à deux cents millions d'années. Impossible donc, ici encore, de prédire où se trouvera notre belle planète après ce délai. A l'origine de ce flou, des résonances entre les mouvements de précession des orbites (c'est-à-dire de l'orientation de leurs grands axes) de la Terre et Mars, d'une part, et entre ceux de Mercure, Vénus et Jupiter, de l'autre. Les calculs de J. Laskar, en 1994, nous offrent cependant une consolation. Les orbites de Mars et de la Terre, bien que chaotiques donc, resteront malgré tout séparées. Il n'y aura jamais de collision entre la planète rouge et la bleue. Même chose avec Vénus, apparemment. Il existe en revanche des possibilités pour que Mercure quitte un jour son orbite actuelle et croise celle de Vénus. Il est même envisageable que la petite planète aux humeurs vagabondes s'évade un jour complètement du système solaire.  
    A ce jour, seules les quatre planètes géantes résistent encore à l'invasion du chaos. Elles devraient, du moins dais l'intervalle de temps correspondant à la durée de la vie du Soleil, conserver des orbites stables. Pour le reste, il semble que nous devrons nous contenter, derrière le tumulte des apparences, encore d'une apparence. Celle d'un d'ordre qui ne serait, en définitive, que ce que sont nos théories le plus souvent, et notre vie sur Terre jamais mieux que transitoire.  
               
         
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