J’ai la tête qui tourne (ok mais dans quel sens?)

Lectures :4496

Rotation de notre galaxie

Parfois Furtif me pose des questions du genre pourquoi les pingouins n’ont pas froid aux pieds ou comment se fait-ce que la neige est blanche alors que l’eau n’a pas de couleur. L’autre soir, il m’a demandé si je pouvais lui tirer une épine du pied en lui disant dans quel sens tournait notre galaxie.

J’ai commencé une réponse puis en y réfléchissant, je me suis dit que ça serait rigolo d’en faire un article. Et si c’est faux je m’en tamponne!

Je ne suis pas expert en astrophysique mais voici ce que je peux dire:

d’abord tout mouvement est relatif par rapport à un repère, il n’existe pas de mouvement absolu. Dans le cadre d’une rotation, cela s’effectue par rapport à un centre. on a donc un arc de cercle ∂c qui sera décrit avec un angle ∂a pendant un temps ∂t par rapport à O (ouais c’est une convention, le point central on l’appelle O). Le mouvement complet peut être vu comme l’intégrale sur la durée t de ces chemins partiels ∂c (bon ça c’est la formule générale, pour faire simple, ça peut donner un cercle si chaque ∂c est identique pour ∂a donné.)

Une fois qu’on a mathématisé ça, la position d’un point de notre galaxie (ex le soleil) par rapport à son centre (qui sera donc le centre du référentiel) décrit une trajectoire qu’on peut mettre sous forme d’équation.

Mais se pose la question de l’orientation du repère. Car on est bien d’accord que chaque repère a une orientation. La première dimension ça sera droite ou gauche (on imagine un segment), la deuxième dimension rajoutera haut et bas (on imagine un plan) la troisième rajoutera devant derrière (on prendra un cube). On sent déjà le relativisme anthropomorphique…

Notre équation qui représente mathématiquement la trajectoire, c’est à dire l’ensemble des points parcourus sera donc différente suivant l’orientation du repère. On a donc des objets mathématiques différents qui représentent la même chose unique. Un peu comme -(-2) représente aussi 2.

Bon jusqu’ici ça peut paraître touffu mais ce n’est rien d’autre que des évidences qu’en langage commun on utilise tous les jours dans le « tourne à droite », « il est derrière moi » ou cet arbre est « haut » (il n’est haut que parce qu’on a décidé de considérer la longueur de son segment dans un plan vertical par rapport à notre repère.)

Le sens culturel en 3 dimensions

On se rend bien compte de l’importance relative au « moi » pour l’orientation.

Donc maintenant qu’on a bien considéré deux choses:

1- la nécessité d’avoir un repère

2- la variation de la vision d’une trajectoire en fonction de l’orientation du repère

On va pouvoir se demander:

Quel repère on prend pour cette histoire de Voie lactée?

On prend le centre de la galaxie supposé centre de rotation, on a le plan passant par ce centre et contenant le plus d’étoiles qui sera appelé plan galactique (?) ou tranche.

A partir de là, nos trois axes sont connus en géométrie euclidienne:

un angle droit dans ce plan nous donnera X et Y tandis que le troisième axe perpendiculaire à ce plan nous donnera z. Il est culturellement utilisé la base directe, c’est cette convention qui donne sens à notre droite-gauche et visser-dévisser.

La base est dite directe si, en tournant de x vers y au plus court,  un tire-bouchon parcourt la direction z dans le sens croissant. C’est la même orientation directe que l’on trouve avec la règle des trois doigts de la main droite : le triplet (pouce, index, majeur) définit une orientation directe. Si vous faites l’essai (mettre son pouce et son index à 90° et le majeur perpendiculaire à la paume), vous créerez une base directe. Quand le pouce ira vers la droite, l’index ira vers devant vous et le majeur vers le haut.

base directe en géométrie euclidienne

Base directe créée par le triplet de doigts

Ainsi, culturellement, on est habitué à voir depuis le haut l’axe z, c’est à dire le majeur allant vers nous.

Donc pour donner un sens culturellement compréhensible à la rotation de la galaxie, il convient de se placer en hauteur sur l’axe z et regarder dans quel sens tourne le soleil autour du centre. Cela pourra être considéré comme le sens culturel ou conventionnel de rotation de la galaxie (un peu comme quand on regarde l’heure sur notre montre).

Mais alors  comment j’oriente le sens de l’axe z puisque je dois me mettre au dessus (c’est à dire je regarde depuis l’infini positif vers le 0, centre du repère)?

Une autre convention culturelle est de considérer la croissance de l’axe z vers l’infini et donc l’extérieur d’un milieu. On pourra donc prendre l’axe z dans le sens  croissant quand il nous amène vers une sortie du milieu dans lequel se trouve la galaxie. C’est à dire son amas ou alors, carrément, l’univers.

Et là on est un peu dans la merde vous en conviendrez car ça suppose de savoir où se situe le centre de l’univers *hop musique mystérieuse* (si tant est qu’il y en a un).

Donc je résume: pour connaître le sens de rotation de la galaxie dans notre culture directe, il suffit de se positionner sur un axe z dont on ne connaît pas le sens. Ainsi, même là, on se retrouve avec deux possibilités: soit on est d’un côté du plan galactique et la galaxie apparaît tournant dans un sens, soit on est de l’autre côté du même plan galactique et la galaxie apparaît tourner dans l’autre sens. Et si on choisit une base indirecte? bah c’est l’inverse…

En gros en base directe on observe 2 ou -2 et en base indirecte on observe -2 ou 2. De l’astrophysique de normand ça!

Que du bonheur je vous dis. D’où l’échec de cette approche sens des aiguilles d’une montre et assimilés.

Le sens réel en 4 dimensions

Pour éviter ce problème de relativisme par rapport à une position d’observation géographique, il est possible de rajouter une dimension.

Mais oui bien sûr, une dimension dont le sens est connu et indépendant de tout critère de positionnement: le temps.

Finalement, le sens de rotation ne peut-il pas être décrit en prenant en compte les positions relatives des objets en fonction de la ligne temporelle? (je sens que ça acquiesce au fond de la salle près du radiateur)


montre de face

le sens des aiguilles d'une montre vu de face



Montre de l'arrière

Sens des aiguilles d'une montre vue de dos...


Bien sûr que si et pour cela il nous faut trois objets ou repères. Pourquoi trois? Prenez par exemple une montre: ses aiguilles tournent dans le sens des aiguilles d’une montre (les choses sont bien faites hein!), mais si vous regardez par dessous et non par dessus, elles tournent dans le sens inverse (enfin vraisemblablement vous voyez surtout le couvercle de la pile de votre montre). Cependant elles vont toujours du 6 vers le 9 en passant d’abord par le 8 (d’où l’importance d’avoir trois points). Le véritable sens des aiguilles d’une montre ce n’est pas le sens culturel qu’on en a, vu du dessus dans une base directe, mais simplement de 6 vers 12 en passant par 9.

Donc pour connaître le sens réel de rotation de notre chère galaxie, il suffit de repérer deux autres objets sur le même plan que le soleil et parallèle au plan galactique (il me semble que le système solaire est légèrement décalé par rapport à la tranche). On notera donc S (soleil) O1 et O2. Ils forment des segments avec le centre de la galaxie C, soit [SC], [O1C] et [O2C], comme des rayons de roue de vélo. On appellera [SC]t (respectivement [O1C]t et [02C]t) les segments au temps t. Il suffit, en partant d’un t=0 et en faisant dérouler le temps de constater quel segment [O1c]0 ou [O2C]0 (les segments initiaux), le segment [SC]t rencontre en premier.

On peut donc déterminer le sens réel de rotation, c’est à dire de S vers O2 en passant d’abord par O1 ou de S vers O1 en passant d’abord par O2.

On peut considérer que c’est le sens réel, car ce n’est pas un facteur culturel de considérer le temps dans un seul sens croissant, puisqu’on ne peut pas remonter le temps. Le temps est continu et croissant 1.

Je ne sais pas si ça été fait ou non, ni si c’est faisable (peut être avec les décalages spectraux, car la rotation galactique est supposée être de 250 millions d’années faut pas être pressé,  à supposer qu’on arrive à bien positionner les objets au départ on doit être capable d’y répondre…)2.

Addendum sur le sens conventionnel des galaxies spirales

Il est reconnu que le sens de rotation des galaxies spirales considère que les bras tournent dans le sens de la spirale vers le centre, comme entraînés par celui-ci façon bonde de lavabo. En gros ce sont les spaghettis qui s’enroulent autour de la fourchette.

Mais il n’est pas impossible de penser que ces spirales seraient peut être formées par des trainées de masses stellaires cherchant à s’échapper du noyau et dans ce cas, dérouleraient une trajectoire en spirale s’éloignant du centre, tournant donc en sens « inverse ».

En fait ça je n’en sais rien 2. Mais il semblerait que cette « inversion » existe pour NGC 4622: http://www.newscientist.com/article/dn13161-galaxys-spiral-arms-point-in-opposite-directions.html

galaxie NGC 4622

La galaxie NGC 4622 n'aurait pas une rotation habituelle

Quoi qu’il en soit de ces hypothèses, cela ne change pas le sens réel de rotation qu’on observe en introduisant la temporalité.

Voilà ce que j’avais à dire sur le sens de rotation de notre galaxie suite à une question existentielle de furtif à 3heures du mat’ (nan mais j’vous jure!)

——

1-    Oui, cela peut être considéré comme une vision culturelle et étriquée de considérer le temps comme croissant et continu et dans ce cas, aller dans le sens de l’écoulement du temps vers le vieillissement vu comme une base directe. Ceci dit pour de la simple trajectoire, cette hypothèse d’un temps continu et croissant est suffisante.

2-    Bon si un astrophysicien passe par là…

—-

En anglais mais intéressant:

http://calgary.rasc.ca/howfast.htm#galactic

Notifier de
snoopy86
snoopy86

Dugué sors de ce corps :mrgreen:

ranta
ranta

Voilà qui devrait calmer Furtif un moment.

T’aurais voulu mettre à ses questions à la con que tu ne t’y serais pas pris autrement.:lol: 😆

ranta
ranta

T’aurais voulu METTRE un terme…

D. Furtif
D. Furtif

Bin je voulais vous éviter ça mais puisque vous l’avez cherché. Pas d’angoisse , si je ramène ma science ça ne va pas vous faire trop lourd à supporter.Moi aussi je voyage léger ( private Joke Fracassé) Tout d’abord ma question posée en toute confiance et innocence à Lapa. . La galaxie ? Elle tourne à gauche ou elle tourne à droite :?:. Vous prenez deux assiettes mi creuses L’une sur l’autre ça vous fait une sorte de galette en forme d’OVNI. Que vous le vouliez ou non même après les embrouillitudes de Lapa dans l’espace il y a un Nord et un Sud ou un haut et un bas.Il suffit comme il vous l’a dit de choisir des repères qui comme tous les repères sont de pure convention mais servent tout de même à se repérer et à tracer sa route. La totalité des mouvement dans l’espace à petite ou à grande échelle sont des mouvement rotatifs. Mais si mais si vous connaissez ça . L’eau du lavabo ou de la cuvette des WC vous confronte tous les jours à ce type de mouvement. Quand comme Asinus vous vous levez assez tôt, vous êtes conviés à une cérémonie qu’on appelle le lever du Soleil. Certains parmi vous savent que le Soleil ne se lève pas mais que la terre, elle, tourne… Elle tourne et « va » vers le soleil. Ce qui nous fait que en choisissant le repère Nord de son axe elle va de la Nuit vers le jour, ce qui nous fait sur un cadran de montre un mouvement de 9=> 6=> 3 elle… Lire la suite »

ranta
ranta

« L’eau du lavabo ou de la cuvette des WC vous confronte tous les jours à ce type de mouvement. »

Ouais, non mais là attend. Faut d’abord déterminiter si notre galaxie est dans l’hémisphère nord ou sud de l’univers 😆 😆 😆

Voilà une nouvelle question pour Lapa :mrgreen:

Léon
Léon

Tout ce que j’ai compris c’est les spaghettis et la fourchette…

ranta
ranta

Et c’est le plus important car on a la preuve directe que la seule religion qui vaille est la pastafarisme.

D. Furtif
D. Furtif

M’étonne pas
Chez toi on cherche pas le soleil , on se met à l’ombre. 🙄
Quoique un minimum d’observation t’aurait appris que l’ombre suit un mouvement vers la gauche

snoopy86
snoopy86

Oui, tout le monde sait que la gauche est obscurantiste 😆

snoopy86
snoopy86

Tout bien réfléchi, après lecture de l’article ( enfin, une partie ), et du commentaire de Fufu ( enfin, une partie ) , je vais peut-être bien retourner chez Maboul

Parce que les commentaires de Jean-Lucien ou Sampiero sur un article de Salvador ou Hums me permettent de me sentir un peu moins c..

Pour ouvrir le Fanta, le tire-bouchon on le tourne à gauche ou à droite quand on n’a qu’un CAP de cuisine ?

choase
choase

A propos de la rotation et des orbites, je viens de tomber sur un article assez intéressant. Les mouvements des corps célestes sont relativement simples quand il y a qu’un centre de gravité, comme dans le cas de notre système solaire. Mais qu’en est-il dans le cas des systèmes binaires, voire ternaires, majoritaires dans notre galaxie. J’imagine les orbites en forme de chiffre 8. Dans la « Guerre des Etoiles », Luke Skywalker habiterait sur une planète de ce genre. En faisant une simulation informatique des forces présentes dans un tél système, les astronomes se sont rendus compte que la vie sur n’importe quelle planète orbitant autour d’un système binaire semble impossible, les changements extrêmes ont lieu à chaque rotation. Donc, la Guerre des étoiles, le navet space opéresque le plus célèbre vient d’être démoli par la science.

D. Furtif
D. Furtif

Je ne voudrais pas semer la Troublation ni la confusionitude mais à New York en Novembre comme dans mes souvenirs d’enfance les manèges eux aussi tournent à gauche
.

.
Plus exactement à Brooklyn