Pourquoi les planètes ne s'écrasent-elles pas sur le Soleil ?
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Si la force de gravité régit l’univers et que le Soleil génère une force gravitationnelle gigantesque, pourquoi la Terre et les autres planètes du système solaire ne s’écrasent-elles pas sur le Soleil.
Paradoxalement, c'est la gravité du Soleil qui maintient les planètes en orbite autour de lui, tout comme la gravité de la Terre maintient la Lune et les satellites en orbite autour d'elle. Si les planètes ne tombent pas tout simplement dans le Soleil, c'est parce qu'elles se déplacent suffisamment vite pour ne pas être attiré vers le Soleil. Autrement dit, les planètes gravitent autour du Soleil suffisamment rapidement pour vaincre la force d'attraction exercée par le Soleil.
Pourquoi les planètes ne tombent pas vers le Soleil?
Une expérience de pensée permet d'expliquer ce phénomène : si vous lancez une pierre du haut d'une grande tour, elle parcourra une certaine distance avant de perdre en vitesse et de se heurter sur le sol de la Terre. Mais si on lance une pierre avec suffisamment de force, cette pierre pourrait parcourir une très grande distance avant de retomber sur le sol. Plus une pierre est lancée rapidement et avec beaucoup de force, plus elle se maintient longtemps dans les airs avant que la force gravitationnelle de la Terre ne finisse par l’attirer au sol.
Si on lance une pierre de manière suffisamment fort, on peut imaginer que la pierre fasse un tour complet de la Terre pour revenir vers nous. Cela signifie que la pierre est en orbite autour de la Terre puisque sa vitesse a permis de vaincre la force d’attraction de la Terre. C’est ce même phénomène qui explique pourquoi les planètes ne tombent pas vers le Soleil.
Mais si les planètes venaient à tourner trop rapidement autour du Soleil, elles risqueraient également de s’échapper de la force gravitationnelle du Soleil et quitter le système solaire pour se perdre dans le vide intersidéral. On appelle ce type de planètes des objets libres de masse planétaire.
Les planètes tournent donc suffisamment vite autour du Soleil pour se maintenir en orbite autour du Soleil. Plus une planète est proche du Soleil, plus elle doit tourner rapidement autour du Soleil pour se maintenir en orbite et éviter de s’écraser sur le Soleil.
La vidéo suivante illustre bien comment les planètes parviennent à maintenir leur orbite autour du Soleil.
Pourquoi les planètes tournent-elles aussi vite autour du Soleil?
La raison pour laquelle les planètes se déplacent à cette vitesse qui leur permet d'orbiter autour du Soleil n'est pas le fruit du hasard. Pour comprendre comment ce s'est produit, il faut remonter à l'époque où le système solaire n'était qu'un nuage de gaz et de poussière en rotation.
Il y a 4,5 milliards d'années, tout ce qui tournait trop lentement a été incorporé au Soleil lui-même sous l'effet de la gravité et tout ce qui gravitait trop rapidement s'est échappé dans l'espace intersidéral.
Ce qui est demeuré autour du Soleil et qui a fini par former les planètes étaient donc les gaz et les poussières qui tournaient autour du Soleil à des vitesses suffisantes pour se maintenir en orbite autour de notre étoile.
C'est ainsi que la matière s'est progressivement regroupée en planètes, en astéroïdes, en météores, etc. Puisqu’il n’y a pas d’air dans le vide spatial pour ralentir les objets en mouvement, tous ces corps célestes ont conservé leur vitesse de rotation et donc leur orbite autour du Soleil. Autrement dit, ils restent sur leur orbite parce qu'il n'y a pas d'autre force dans le système solaire qui puisse les arrêter.
Le système solaire s'est formé à partir d'un nuage de gaz et de poussière en rotation autour d'une étoile en formation, notre Soleil. Les planètes se sont toutes formées à partir de ce nuage en forme de disque et ont continué à tourner autour du Soleil après leur formation.
Comme le Soleil et les planètes se sont tous formés à partir du même nuage de gaz et de poussières en rotation, c'est aussi la raison pour laquelle les planètes tournent toutes sur le même plan et dans le même sens. Alors que la nébuleuse continuait à se contracter sous l'influence de la gravité, elle tournait de plus en plus vite en raison de la conservation du moment angulaire. Les effets de la force centripètes ont fait que le nuage en rotation s'est aplati en un disque plat avec un renflement dense en son centre qui a fini par former le Soleil. C'est pourquoi les planètes orbitent autour du Soleil dans un même plan plus ou moins plat, appelé écliptique. C’est grâce à ce même processus que se forment les galaxies et qui expliquent pourquoi les galaxies sont plates.
