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Des collisions entre Mercure, Mars, Vénus et la Terre sont-elles envisageables ? Oui, dans 1% des cas et moins de 5 milliards d’années. Si cette réponse est assez rassurante, le travail de simulation reste impressionant.

Le mouvement des planètes : régulier ?

Le problème de la stabilité du Système solaire est l’un des plus vieux problèmes de la physique. Il a été posé par Isaac Newton après l’énonciation de sa loi de l’attraction universelle : la gravitation est une force responsable aussi bien de la chute des corps que du mouvement des corps célestes.
Si l’on considère une planète unique autour du Soleil, on retrouve bien le mouvement elliptique décrit par Kepler. Cependant, dès que plusieurs planètes orbitent autour du Soleil, elles sont soumises à leur attraction mutuelle qui vient perturber leur mouvement. Jusqu’à très récemment, les scientifiques ont accepté une image régulière et quasi périodique du mouvement des planètes, ne permettant ni les collisions ni les rencontres proches.

Un système solaire plus chaotique qu’il n’y parait

Il y a tout juste 20 ans et grâce à des calculs précurseurs sur ordinateurs, Jacques Laskar a montré qu’au contraire, le mouvement du Système solaire est chaotique(1). Dès lors, il est devenu impossible de prédire le mouvement des planètes sur une durée de plus de quelques dizaines de millions d’années (Ma). De plus, il n’est plus possible de calculer une seule orbite du mouvement pour répondre à la question de la stabilité du Système solaire, c’est à dire décider si une collision d’une planète avec une autre ou avec le Soleil est possible en moins de 5 milliards d’années (ou 5 Ga), date à laquelle le Soleil parviendra à la fin de sa vie en devenant une étoile rouge.
En 1994, Jacques Laskar, dans une première étude à long terme, a montré que la diffusion chaotique de l’orbite de Mercure est telle qu’une rencontre proche ou une collision avec Vénus est possible en moins de 5 Ga. Pour parvenir à ce résultat, il a utilisé des équations moyennées permettant de diviser par plus de 1 000 les temps de calculs. Cependant, cette approximation n’est plus valable au voisinage de la collision.