Pourquoi les planètes tournent-elles dans le même sens ?

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Sylvain Dechy
Pourquoi les planètes tournent-elles dans le même sens ?

D'après ma représentation du système solaire, la Terre (comme toutes les planètes) tourne sur elle-même et autour du soleil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, de même pour la Lune autour de la terre.

J'aimerais savoir ce qui explique ce sens de rotation et comment l'expliquer à des élèves de primaire.

david Wilgenbus
Portrait de david Wilgenbus

La réponse va certainement vous surprendre, mais il n'y a AUCUNE raison qui fait que les planètes tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Dans l'espace, le sens de rotation dépend d'où vous regardez la scène. Par définition, le pôle nord du système solaire est l'endroit d'où l'on voit les planètes tourner autour du soleil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (on appelle aussi ce sens le sens direct en mathématiques). En général, les représentations que l'on donne du système solaire sont "vues" du pôle Nord.

Placez-vous au pôle sud, et vous verrez les planètes tourner dans l'autre sens !

Maintenant, on peut se poser la question "pourquoi les planètes tournent dans le MÊME sens ?".
Ce phénomène est une conséquence de la façon dont le soleil et les planètes se sont formées (à partir d'une nébuleuse en rotation).
Un nuage de gaz et de poussières, la nébuleuse, tourne lentement sur lui-même (la rotation initiale est causée par les effets de marée au sein de la galaxie ou par la turbulence). La gravitation fait que cette nébuleuse va "tomber" sur elle même : elle se condense et il se forme une zone plus dense au centre. Cette zone donnera naissance au Soleil. En se condensant, la nébuleuse s'applatit pour former un disque, en raison des forces centrifuges plus fortes à l'équateur que sur les pôles.
Autour du Soleil, le disque de gaz et de poussière se transforme, en petits grains de poussières puis en gros grains, en blocs et finalement en planètes.

Donc les planètes sont toutes dans un même plan (le plan du disque), et elles tournent toutes dans le même sens autour du Soleil, car ce sens est le sens de rotation de la nébuleuse qui leur a donné naissance. Elles tournent également sur elles-mêmes, et en général dans le même sens, mais pas systématiquement cette fois. Il peut arriver que des perturbations fassent basculer la planète sur son axe, elle tourne alors dans l'autre sens, ou si vous préférez, elle a la tête en bas. Vénus est dans ce cas, et Uranus est en cours de basculement. Dans les deux cas, ce basculement est postérieur à leur formation.

Pour vos élèves, la réponse dépendra du cycle en question. Vous pouvez leur faire expérimenter le changement de sens de rotation quand l'observateur change de point de vue, en faisant tourner une boule sur un plan grillagé horizontal par exemple. Les élèves décrivent le sens de rotation suivant qu'ils regardent la boule en étant au dessus du grillage ou en dessous. Ils comprendront alors que "nord", "sud", "sens de rotation" ne sont que des conventions.
Pour l'aspect "formation" du système solaire, le mieux serait de leur montrer une vidéo. Sinon, vous pouvez peut-être essayer des manips de "cuisine" . Avec un liquide comportant des grumeaux, si l'on applique un mouvement d'ensemble au liquide (en touillant par exemple), alors tous les grumeaux tournent dans le même sens.