Nirep

Une loi mathématique a été découverte dans les dunes de sable sur Terre et sur Mars

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Un nombre « étonnement cohérent » apparaît dans les ondulations d'une catégorie de dunes. Et cela se produit sur Terre comme sur Mars.

Un nombre « étonnement cohérent » apparaît dans les ondulations d’une catégorie de dunes. Et cela se produit sur Terre comme sur Mars.

Il existe des lois mathématiques universelles, constantes, qui se retrouvent notamment dans des formes géométriques qui nous entourent. Le nombre d’or est le ratio le plus connu, mais il y en a d’autres. Et des mathématiciens viennent d’en découvrir une toute nouvelle, comme ils le rapportent dans une étude publiée par Nature Communications, le 10 janvier 2022.

Leur découverte concerne un phénomène d’une rare beauté : les ondulations des grandes dunes de sable. Elles sont générées par de grands vents, qui viennent fouetter les grains de sable en leur faisant prendre cette forme ondulée. Ce sont des dunes de taille intermédiaire, comprise entre les petites ridules que vous voyez sur la plage et les gigantesques dunes assez stables dans les déserts. Cela représente donc quelques mètres. En anglais, elles sont nommées « mégaripples », traduisible par « mégaondulations ». Elles sont fragiles et évoluent vite.

On en trouve sur Terre, mais aussi sur Mars (bien que les sables et les vents ne s’y comportent pas exactement de la même façon que sur notre planète). Et que ce soit sur une planète ou sur l’autre, ces ondulations provoquées par les vents ont un point commun.

 

 

 

Une spécificité déjà connue de ces dunes de sable est un schéma répétitif que l’on trouve dans leur composition : quand ces ondulations de taille moyenne se forment, les grains intérieurs sont très fins quand ceux extérieurs sont très gros. Les dunes ne sont strictement jamais identiques, les vents frappent les grains de manière aléatoire, mais quoi qu’il arrive, leur composition sera toujours, systématiquement, ainsi. Ce schéma perdure à mesure que les ondulations évoluent au fil des vents.

Le constat est certes étonnant, mais les mathématiciens de l’université de Leipzig ont découvert, pour la première fois, une loi encore plus surprenante. Si vous divisez le diamètre des grains épais situés à l’extérieur, avec le diamètre des grains les plus fins à l’intérieur, le nombre obtenu est systématiquement similaire, « étonnement cohérent ».

Une loi établie avec des données terrestres et extraterrestres

Cette loi s’applique sur Terre… mais aussi sur la planète Mars. Les auteurs de cette étude ont étudié des échantillons provenant de Chine, d’Inde, d’Israël, de Namibie, de Jordanie, de l’état du Nouveau-Mexique (États-Unis) et de l’Antarctique. Mais s’y ajoutent des données issues des observations réalisées sur Mars par les sondes. La trouvaille a été ensuite testée dans des conditions de laboratoire, au sein d’un tunnel à vent.

« Une collection complète de données terrestres et extraterrestres, couvrant un large éventail de sources géographiques et de conditions environnementales, confirme l’exactitude et la robustesse de cette découverte théorique inattendue », expliquent les auteurs de la trouvaille.

La distribution de la taille des grains évolue conjointement avec l’évolution de ces dunes de taille moyenne, en suivant toujours cette loi : « une signature caractéristique de transport, à l’échelle du grain, est encodée dans les distributions de taille de grain ».

Cette découverte n’est pas sans utilité. Le nombre peut maintenant « être utilisé pour décider de manière plus fiable à quelle catégorie appartiennent les rides de sable récemment découvertes (…) et par quel processus physique de transport elles ont été formées ». Cela pourrait aussi être un outil très utile pour étudier Mars, et, en particulier, « mieux expliquer la formation de certaines nouvelles vagues de sable mystérieuses récemment observées sur Mars ».

La discussion continue sur Numerama

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Il y a 4 heures, Nirep a dit :

Si vous divisez le diamètre des grains épais situés à l’extérieur, avec le diamètre des grains les plus fins à l’intérieur, le nombre obtenu est systématiquement similaire, « étonnement cohérent ».

Une loi établie avec des données terrestres et extraterrestres

y a t'il eu une démonstration mathématique - physique  ou c'est une constatation expérimentale ?  (je n'ai pas le temps de lire l'article)

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Ce ne serait pas plutôt une loi de la physique ? Genre écoulement des fluides ...

 

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Il y a 6 heures, Alain 31 a dit :

Ce ne serait pas plutôt une loi de la physique ? Genre écoulement des fluides ...

théoriquement oui

il me semble que Etienne Guyon et JP Hulin ont travaillé sur le sujet, il y a bien longtemps

bien amicalement

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Petite remarque de vocabulaire: Ce n'est pas étonnement (nom) mais étonnamment (adverbe).

Sinon question de physique. La neige produit des formes identiques. Il serait intéressant de savoir si on trouve le même ratio avec cette matière de densité très différente.

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il y a une heure, michelectron a dit :

La neige produit des formes identiques. Il serait

identiques ?  tu en es certain ?

ou qui se ressemblent "vaguement"

les forces de cohésion entre les flocons de neige n'ont pas grand chose à voir avec les forces de frottements entre grains de sable, sans oublier les forces électrostatiques .....

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Le 14/01/2022 à 10:19, MARCOPOLE a dit :

y a t'il eu une démonstration mathématique - physique  ou c'est une constatation expérimentale ?  (je n'ai pas le temps de lire l'article)

La physique des dunes/tas de sable est notoirement connue pour être impossible à modéliser au niveau fondamental. On fait des simulation très "algorithmiques", où on a, par exemple, un "tas" de cubes qui, quand ils sont en surface, ont une probabilité d'arrachage par le vent et une probabilité de dépôt x cubes plus loin (avec divers degrés de raffinement, mais l'idée sous-jacente est souvent de ce type). Je serais extrêmement surpris qu'on ait réussi récemment à faire un truc de plus fondamental avec des vraies équations hydrodynamiques vu que le problème est plus fondamentalement de la tribologie (= du frottement) que de la mécanique des fluides.

Edited by dg2
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    • By M28
      Bonjour  à  toutes  et  tous  ,  
       
      Très  beau  ciel  ce  matin  ,   c'est  cool  
      Newton  maison  ,  sauf  les  optiques  ,   miroir  de  300  F/D 4,65   retouché  par  Jean-Marc  L  ,  ASTROTESCOPE   en  2006  ,  capture  avec  Genika  Astro   ,  traitement   total   avec   AstroSurface   T2 - TITANIA ,  
       

      Vénus   en  IR 807  le  02/07/2022  à   05h02  TU  ,  caméra  ASI 290 MM  +  Barlow  APM   x2.7  +  bague  de  30  mm  . no  ADC  . 
       

      à  05h08  TU  ,  idem  .  Resize  Factor  x 2  pour  les  trois  .
       

      Vénus  en  UV   à  05h19  TU  ,  comme  en  IR  no  ADC   ,  petit  soucis  avec  le  traitement  et  le  FDC   itout    itout          , j'ai  trituré  tout  ça  dans  tous  les  sens..........pas  bien  !        
       
       

      Saturne  à  02h46  TU  ,  caméra  ASI 462 MC  +  ADC  PA  +  Barlow  APM  x2.7  ,  première  de  la  session  ,  une  horreur  à  l' écran   malgré  un  superbe  ciel      
       

      Jupiter  à   03h20  TU   ,   même  config  que  pour  Saturne  ,  mêmes   conditions  pourries    me  reste  Mars.............  pas  fameux  non  plus  
       
      Edit  :  reprise  de  ma  Vénus   UV  ,  avec  les  réglages  comme  me  le  suggérait  Lucien   ,  merci  à  lui   ,  c'est  pas  encore  ça......mais  on  progresse        
       
      Michel  
    • By Sonne
      Bonjour,
      Réveil à 02h30 HL ce matin pour installer le télescope. J'avais prévu de faire seulement Jupiter mais après avoir vu l'image de Mars de @Sauveur, cela m'a donné envie de la retenter malgré son petit diamètre apparent.
      Ciel dégagé - t=11°C - Pas de vent ! - Un peu d'humidité - jet à 300 hPa de 90 km/h
      Mak 180 - barlow - Filtre Rouge - Basler IMX265 - Genika - AS3 - Astrosurface
       
      Pour l'instant, je n'utilise pas WinJupos. J'attends un peu avant de me replonger dedans... Quoique j'aurai pu, car la turbulence était constante ce matin...
       
      Un extrait de deux secondes d'un film pour juger de la turbu :
       

       
      Jupiter à 04h46 HL :
       

       
       
      Comme la qualité des films était quasiment similaire, j'ai fait une petite animation de 9 images à raison d'une toutes les trois minutes (en moyenne) entre 04h20 et 04h46 (HL) :
      Merci @Lucien pour le traitement par lot !
       

       
       
      Avant de ranger, j'ai donc pointer Mars. Vu le diamètre, elle n'est pas facile à traiter. Mais on reconnait bien les formations...
       
      Mars à 05h06 HL :
       

       
      Jérôme
       
       
    • By Sauveur
      Hello 
       
      Et oui Avec Christophe c'etait soirée a distance lui de la commune d'apietto et moi D'Afa même si il est plus prés d'Afa que d'appietto
       
      Moi J'ai passer la nuit enchainant les prises et les micro sommeil entre quelques Ser au programateur de Firecapture qui se debrouille tous seul autoguidé
       
      Pour Juju a 4 heurs local Café et la je suis resté devant 
       
      La veille Cool lime  du Taka a hauteur de JUJU petite etoile ptite retouche
       
      Filtre R mono
       

       
       
      Pour @Elie Rousset 2 une avec filtre et adc reglé comme j'ai pu sur l'etoile c'est pô facile pour mi deja que je voie pas les étoiles 
       
      Filtre roue a file cam 462mc
      R

       
      G
       

       
      B
       

       
      Couleur
       

       
       

       
      Je commence dans l'odre de captures
       
      La Saturne au Mewlon 250 b 2x adc piedge asi 462 MC
       
      Asi 3 astrosurface pour double trie et stack traitement Astrosurface
       
      Pas de dérotation j'ai la flemme et nettoyage du fdc  et oui j'ai fais du Cp aussi 
       
      une V1
       
      2022-06-30-0119_7-U-L-Saturne Taka 250696_list__100r_T48_5_reg
       
      Asi 3 15/100
       

       
       
      2022-06-30-0119_7-U-L-Saturne Taka 250696_list_ -5-_100r_T48_5_reg V2
       
      Trie plus severe Asi3 7 a 13 /100
       

       
       
      Jupiter même montage
       
      au debut c'était moins bon dommage GTR centré 
       
      2022-06-30-0225_0-6--L-Jupiter Taka 250 6333 dérotation Wj
       

       
      La L couleur 290MM et 462 Mc
       
      2022-06-30-0245_1-L couleur-L-Jupiter Taka 2506333
       
       

       
       
      La L 
       

       
      La fin dérotation
       
      2022-06-30-0300_2-- 10 V1 --L-Jupiter Taka 250 6328
      Tiens @Philippe Mouniguet a eu le même seeing au même moment il est dans le sud de la France a Gap et sympa dommage qu'il poste pas ici https://www.facebook.com/philippe.mouniguet/posts/pfbid02hxwsfN3xa2Xhq6qbBBdcZHo7P19SsL2KhjxSr5jAAHkPGN8xBLL8JfTsguygznJHl
       

       
       
      une bio ou j'ai fait plein format 462 mc mais erreur j'aurai du augnenter le temps de poses unitaire comme c'est bridé avec le debit usb3
       
      2022-06-30-0307_3-U-L-Jupiter Taka 250 6338 Clic
       

       
       
      Les mono
       
      Alors j'ai un souci asi3 que je n'est pas sur Astrosurace au stack c'est quand c'est moyen que ca me fais ca
       
      exemple on voie sur le coté droit c'est caca
       

       
      Par contre avec le stac Astrosurface c'est bien mieux
       
      L
       

       
      R
       

       
      G
       

       
       
      B
       

       
      Les dérotation
       
      2022-06-30-0241_9-Dérotation RGB
       

       
      2022-06-30-0248_1-Dérotation LRGB
       

       
      Pi Mars
       
      2022-06-30-0318_0- 3 --L-Mars 61
      Dérotation
       

       
       
      une bio
       

       
       
      Ah j'en ai d'autre plus ancienne je les ai gardé pour moi c'etait pas trop mal su la Dame au chapeau seulement
       
       
      Je vous souhaite un bon ciel et bon shoot
       
      Sauveur
    • By polo0258
       bonjour à toutes et à tous !
       je me suis décidé enfin à la vue de toutes vos belles images !
       je me suis lever à 2h30 loc , le télescope étant à température , je me suis dirigé vers saturne , qui dansait fort , bulles d'air chaud
       puis un oeil vers la grosse et mars , pareil  , et ce n'est qu'au lever du jour que le ciel s'est calmé pour jupiter !
      CFF 300 f/d de 20 asi 462c adc Pa  as3 + astrosurface  , wiener + wavelets !
       3x90s à 3h26tu :
       

       
       saturne à 2h23tu :
       

       
       mars à  02h12tu :
       

       
       bon ciel !
       polo
       
       
    • By Jacques VAN DER MEER
      Bonjour,
       
      Passage de la GTR jovienne ce matin, dans des conditions pas trop adverses (malgré la forte chaleur et "plein lumiere")
       
      Toujours avec le fidèle Newton 30cm, F/5.3, Barlow 3x, ADC, filtres UV/IR et ZWO 385 MC
       
      Image prise à 3h59 TU (de-rotation de 3 images) avec la GTR et Ganymede en bas-droit
       
       

       
      Image prise à 4h01 TU (de-rotation de 6 images)...moins de bruit mais aussi de détail :
       

       
      Un GIF de ces 6 images montre la variabilité des conditions…:
       

       
      Après les prises de Jupiter, courte visite à Mars.... ca commence à devenir meilleur et on commence à retrouver des formations
       
      Mars à 4h13:
       

       
      Éphémérides selon WINJUPOS:
       

       
      Bonne journée,
       
      Jacques
       
       
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