Saturne et la brisure de symétrie

question posée le 19-05-2013 par fabien

Etrange système nuageux hexagonal sur Saturne
Etrange système nuageux hexagonal sur Saturne

Crédit: NASA/JPL, VIMS Team, University of Arizona

Bonjour je suis interpellé par une publication réçente http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-des-ondes-aux-formes-inedites-31209.php ou des chercheurs mettent en évidence une phénomène similaire au phénomène atmosphérique que nous observons sur saturne grâce a différentes sonde sur envoyé vers saturne.

Ils font vibrer verticalement une cuve cylindrique contenant de l'huile de silicone et obtiennent selon a fréquence émise pour faire vibrer le cylindre, et en alternance dans le temps, un pentagone ou une étoile à cinq branches.

Je souhaiterais avoir votre avis de sage érudit sur la possibilité d'une corrélation entre ces deux phénomènes, par curiosité et aussi car je n'ai rien lu évoquant la possibilité ou pas de faire le parallèle entre ces deux découvertes une récente en laboratoire et l'autre phénomène qui se passe sur Saturne.

Bien que j'ai le pressentiment de m'emballer et que cela n'est peut être pas liés par une même cause je me permet toutefois humblement de soulever la question car cela me préoccupe depuis quelques temps  !

réponse du 29-05-2013 par Fabrice Mottez

Mathématiquement, on peut décomposer une onde à la surface d'une sphère ou d'un cylindre comme la somme de différentes ondes (qu'on peut qualifier d'élémentaires) ayant des formes très simples, symétriques, comme celles que vous mentionnez.

La théorie mathématique qui permet de décomposer ces ondes en une somme d'ondes de formes simples et symétriques s'appelle l'analyse spectrale.

En général, les perturbations auxquelles sont soumises les atmosphères de planètes ou les liquides dans une cuve sont compliquées. Elles engendrent une superposition d'un nombre élevé d'ondes élémentaires dont la somme est également compliquée et dont ne ressort aucune symétrie.

Mais il arrive qu'en s'y prenant bien, des physiciens puissent faire vibrer des cuves de telle manière qu'une seule de ces ondes, ou un très petit nombre d'entre-elles, soient activées. La figure produite est alors simple et présente des symétries.

Il semble que la nature soit également capable, parfois, d'exciter des ondes très simples, et que l'on puisse alors observer de belles symétries. Cela est le cas avec Saturne.

Cela relève de la théorie mathématique de l'analyse spectrale, comme pour l'excitation d'ondes simples dans un cylindre. Cependant, les moyens mis en oeuvre au labo ou dans la nature pour n'exciter qu'un petit nombre d'ondes élémentaires ne sont pas nécessairement les mêmes.

Il existe aussi une belle photographie du pôle sud de la Terre prise par la sonde Galiléo (alors en route vers Jupiter) où des nuages forment un beau système symétrique associé à quatre cyclones régulièrement disposés.

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