Modelisation des cycles du soleil

Article en cours de rédaction

L'objectif de cet article est multiple. Il fait suite à des réflexions transverses postées sur u-sphère, desquelles ont émergé des interrogations quand au comportement probable de notre soleil à brève échéance: peut-on prévoir quelle sera l'activité du soleil d'ici 2 à 3 ans, et surtout: y a t-il un risque systémique majeur devant nous ?

Il s'agira donc ici de modéliser les cycles du soleil. Nous avons déjà évoqué le fait que l'activité du soleil puisse être sensible à la présence des planètes: cette piste est approfondie par l'idée d'arriver à valider (ou invalider) de manière indiscutable l'existence d'une relation entre les planètes et l'activité du soleil.

Le terrain de jeu de cet article: le signal émis par les tâches solaires, (nombre de wolf), qui en les comptabilisant année après année décrit les fluctuations d'activité de notre soleil

Peut-être même, si ce travail est concluant, pourrions-nous y trouver, indirectement, des informations nouvelles sur l'environnement planétaire ?

• La première approche est dite "bottom-up" (inductive), elle consistera à retrouver les "fréquences élémentaires" régissant l'activité du soleil. J'entends par "fréquences élémentaires" les fréquences génératrices de l'activité du Soleil, et non pas l'ensemble des fréquences associées aux cycles, qui sont à l'instar d'un motif fractal, infinies. Nous verrons au passage, comment de façon simple, de nouveaux cycles peuvent être créés. Ces cycles seront recherchés à différentes échelles de temps et les résultats seront croisés.

• Puis, la seconde, pour ne pas rester dans la "théorie" (approche "top-down"), consistera à retrouver ce résultat en partant de l'hypothèse "planétaire", c'est à dire utilisant les informations dont nous disposons sur les paramètres orbitaux des planètes. Je proposerai de m'appuyer sur les paramètres gravitationnels des planètes du système solaire afin de calculer la force exercée en fonction du temps sur le soleil . Les effets de marée sont connus, mais il n'existe pas de modèle (à ma connaissance) qui propose un calcul direct des cycles du soleil à partir du mouvement propre des planètes.

Puis, de confronter les deux modèles.

Enfin, à partir du résultat obtenu, observer si nous pouvons nous en servir comme modèle prédictif. Par retour, observer si au travers de l'activité modélisée du soleil, des influences gravitationnelles manquent à l'appel.

Cet article n'aurait jamais pu être rédigé sans l'utilisation d'une "carte de relations fonctionnelles" qui organisant et reliant les différents éléments entrant en jeu, m'a permit de disposer d'un cadre pragmatique solide permettant de rassembler l'ensemble des pièces du puzzle. Je publierai cette carte à la suite, et en complément de l'article sur les effets du soleil.
Un résultat qui peut-être perçu comme relativement inquiétant émerge de ce travail, je vous laisse le découvrir.

1. Les cycles du soleil s'écrivent en 2ⁿ

Ci-après certains cycles du soleil reconnus :

L'idée de départ consistait à retrouver ces valeurs, et par ailleurs, comme les distances (ou périodes) des planètes s'écrivent suivant une loi de puissance. La plus connue d'entre elle étant la loi de Bode. Cette dernière fournit une approximation assez bonne de la distance d'une planète au soleil en fonction de son rang dans le système solaire. Ou d (UA) = 0.3 * 2 ⁿ -0.4

Cette loi n'est plus valable pour Neptune et Pluton, sauf à prendre (approximativement) 6,65 pour Netptune et 7 pour Pluton. Sur le graphique à droite et en rouge la position réelle des planètes, et en bleu, l'approximation par la loi de Bode.

Cette auto-organisation des planètes émergerait d'une contrainte liée à la non factorisation des périodes des planètes entre elles, ce qui, dans le cas contraire, conduirait à des phénomènes de résonance et de fait rendrait instable leurs positions orbitales respectives et les amènerait à en sortir. La distribution des périodes possibles est ainsi progressivement, au fil du temps, amenée vers des positions d'équilibre: il s'agit d'un phénomène "émergeant" reconnu en matière de systémique et dont vous retrouverez la trace au travers de ces quelques mots clés: Universal Inverse Power law ; distribution for Fractal Fluctuations in Dynamical Systems ; Emergence ; Complex Systems ; Power Law ; Scaling laws ; Fluctuations ; Fractal space-time fluctuations ; Chaos and Constructivism ; Equation logistique ; Inverse power law function of the golden mean...

Et, si les planètes "s'organisent" suivant une loi de puissance, n'en serait il pas de même pour la puissance des éruptions solaires ? D'une part le soleil subit l'influence gravitationnelle des planètes, d'autre part, les structures dissipatives du soleil construisent, à différentes échelles de temps et d’espace, des schémas fractals qui optimisent les échanges thermiques : cette « auto-organisation » crée très au plus faible niveau d'échelle une forme d’ordre dont l'aspect visible correspond aux "cellules de convection" observables à la surface du soleil:

De manière plus générale, tout système dissipatif semble suivre ce genre de loi de puissance qui, localement, crée une forme d'ordre (auto-organisation). Voir les formes auto-organisées que représentent les flocons de neige ou certaines formes observables dans l'eau qui bout:

Et précisément, les lois de puissance sont invariantes d'échelles et permettent de décrire des phénomènes fractals, organisés sur de très grands niveau d'échelle. Elles sont ainsi au coeur d'un grand nombre de phénomènes physiques et leurs exposants reflètent les propriétés d'échelle des phénomènes qu'elles recouvrent.