Est-ce que tous les mouvements des objets suivent une trajectoire circulaire ?

Réponse publiée sur Quora

Je vois beaucoup de sujets astronomiques… vous voulez dire les mouvements des objets soumis à la gravitation ? Non.

Quand un seul objet “léger” tourne autour d’un objet “lourd” qu’on imagine immobile, la trajectoire de l’objet léger est une ellipse, comme l’avait déjà remarqué Kepler en 1609. Le cercle est une ellipse particulière.

Plus généralement, la trajectoire de l’objet léger est une Conique : ellipse s’il est en orbite, parabole ou hyperbole s’il vient de loin et repart loin.

Si la masse de l’objet “léger” n’est pas négligeable par rapport à celle de l’objet “lourd”, alors ce dernier bouge aussi et on a un Problème à deux corps plus compliqué, mais les deux corps bougent toujours selon des coniques.

Quand il y a plus d’objets, ça n’est plus le cas. Le Problème à N corps ne donne pas de solutions périodiques, donc les objets ne reviennent jamais dans la même configuration, et on ne peut même pas vraiment prévoir leur trajectoire longtemps à l’avance car un tel système est “chaotique”.

C’est le cas du système solaire : les orbites des planètes ne sont pas des ellipses régulières, elles sont perturbées par les autres planètes, notamment Jupiter. C’est d’ailleurs grâce aux perturbations de l’orbite d’Uranus qu’on a trouvé la planète Neptune.

Dans un galaxie avec des centaines de milliards d’étoiles, il n’y a aucune orbite stable, tout est un joyeux foutoir aléatoire assez similaire à un gaz dans lequel les étoiles seraient des particules…