Mécanique céleste expérimentale (20)
Précession



La précession est un changement graduel de l'axe de rotation d'un objet.

Voici quelques exemples :
- la précession des équinoxes
- la modification de l'axe de rotation d'une toupie
- la modification du plan d’oscillation du pendule de Foucault
- l'avance du périhélie de la planète Mercure

C'est de ce dernier type de précession, appelée précession du périastre dans le cas général que nous allons étudier.
Le périastre est la distance minimale par rapport à l'astre central, dans le cas du soleil on parle de périhélie et dans le cas de la terre c'est le périgée.
L'image représente la précession de l'orbite de la lune : le grand axe de l'orbite fait un tour complet en un peu moins de 9 ans.

Les causes de la précession sont diverses :
- influence des autres corps (planètes)
- dissymétrie de l'astre central
- effet de déformation de l'espace-temps prédit par Einstein

La précession observée dans ces simulations, n'est causée par aucun de ces 3 facteurs, elle trouve son origine dans l’imperfection du calcul numérique : pendant un cycle de calcul le satellite est supposé se déplacer en ligne droite, ce qui n'est pas le cas en réalité. La trajectoire calculée sera donc toujours un peu plus "ouverte" que dans la réalité.

Sur cette vidéo, l'orbite est tracée très grossièrement et s'ouvre à l'approche du périastre, là où la vitesse représentée par la longueur des segments est la plus grande.


Sur cette deuxième vidéo on voit que l'orbite rouge, dont le périastre est le plus petit (qui s'approche plus près de l'astre central) tourne plus vite que les orbites blanche et verte. A noter que le sens de rotation de l'axe de l'ellipse est contraire à celui de la planète. Einstein prévoit l'inverse ! La précession dépend fortement du périastre, c'est la raison pour laquelle elle n'est observable que pour Mercure qui est proche du soleil.



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