Henri Andoyer

“ En plaçant le Soleil immobile au centre du système planétaire, et faisant mouvoir la Terre autour de lui, comme une simple planète, Copernic avait fait faire à l'Astronomie un immense progrès.
Les mouvements, tantôt directs, tantôt rétrogrades des planètes, s'expliquaient dès lors d'une manière simple et naturelle, et une partie des combinaisons de mouvements circulaires dont Ptolémée avait embarrassé l'Astronomie disparaissait à tout jamais ; en même temps, la théorie du mouvement de la Terre permettait de déterminer les rapports, jusqu'alors ignorés, des distances des planètes au Soleil. ”

“ Aussi a-t-on été conduit à admettre que les planètes se meuvent sur des ellipses, mais les éléments de ces ellipses éprouvant avec le temps de petits changements que l'on nomme perturbations ou inégalités, sous l'influence des attractions des autres planètes. Si ces inégalités s'ajoutent toujours les unes aux autres, sans jamais se détruire, elles finiront, dans la suite des temps, par acquérir des valeurs considérables; ce sont alors des inégalités séculaires. Les mouvements du grand axe et de la ligne des nœuds de l'orbite de la lune offrent un exemple frappant de ce genre d'inégalités. ”

“ La terre est animée d'un mouvement de translation. — Nous avons décrit jusqu'à présent le mouvement apparent du soleil et les phénomènes qui s'y rapportent en supposant la terre immobile. Le mouvement du soleil résulte, comme nous l'avons reconnu, de deux mouvements : le premier qui lui est propre et le second, le mouvement diurne, qui est commun à tous les astres. Mais nous savons que la terre tourne sur elle-même, et par suite, si l'on suppose le centre de la terre immobile, le soleil n'a plus que le mouvement propre annuel que nous avons décrit. ”

“ Masses de quelques étoiles doubles. — Quand on connaît le grand axe de l'orbite d'une étoile double et la durée de la révolution, on peut déterminer le rapport de la somme des masses des deux étoiles à la masse du soleil. Nous nous contentons d'une affirmation, la démonstration n'étant pas de nature à être donnée ici (1) . Mais la valeur du grand axe est donnée en secondes : pour l'exprimer en prenant pour unité la distance du soleil à la terre, il faut connaître la distance de l'étoile à la terre, ou sa parallaxe. ”

“ On pourrait croire que cette différence est très faible à cause du grand éloignement du Soleil; mais sa masse est si grande que, finalement, l'effet produit est très sensible : ainsi, dans les pleines lunes, la force provenant du Soleil est à très peu près la centième partie de celle émanant de la Terre.
On comprend qu'il en résulte des dérangements notables dans le mouvement de la Lune; on peut les calculer d'avance, et l'on devra les trouver identiques à ceux que l'observation a fait connaître, si les
mouvements célestes ont pour cause unique la loi de la gravitation universelle. ”

“ Il est évident qu'au point de vue de la configuration générale du système planétaire, les inégalités séculaires ont une influence prépondérante.
Supposons, par exemple, que le grand axe de l'orbite d'une planète aille sans cesse en diminuant proportionnellement au temps; au bout d'une longue suite de siècles, la planète finira par tomber sur le soleil; elle s'en éloignerait au contraire indéfiniment si le grand axe augmentait toujours. ”

“ Pendant des siècles, on a fait de la Terre le centre du monde, en obligeant les planètes, le Soleil, et jusqu'aux étoiles à tourner autour d'elle. Copernic est survenu, et dès lors la Terre a pris une place des plus modestes dans le cortège des planètes que gouverne le Soleil. Voici maintenant que le Soleil, à son tour, n'est plus qu'une des innombrables étoiles de la Voie lactée, et cette Voie lactée n'est sans doute elle-même qu'un des amas stellaires répandus à profusion dans l'espace. ”

“ La terre est-elle fixe en réalité? Si l'on admet cette hypothèse, les étoiles tournent effectivement autour de nous, comme nous venons de le dire. L'invraisemblance de ce résultat est manifeste : les étoiles sont des corps isolés, placés en réalité à des distances très diverses de la terre. Peut-on admettre qu'elles décrivent toutes, avec des vitesses prodigieusement grandes, dans le même sens et dans le même temps, des cercles dont les plans sont parallèles et dont les centres se trouvent sur une même droite, l'axe du monde? ”

“ Le Verrier, qui a signalé le premier cette difficulté, en avait rencontré une analogue au début de sa carrière : les mouvements d'Uranus présentaient des irrégularités singulières qui déconcertaient tous les astronomes. Arago, Bouvard, Bessel avaient soupçonné l'existence d'une planète troublant Uranus; Le Verrier avait eu la gloire, non seulement de montrer qu'une planète inconnue pouvait rendre compte des dérangements d'Uranus, mais il avait indiqué le lieu où devait se trouver cette planète : il avait trouvé Neptune. ”

“ A la distance moyenne 0,17, la masse troublante serait précisément égale à la masse de Mercure. La plus grande élongation à laquelle elle pût atteindre serait un peu inférieure à 10°. Doit-on croire qu'une planète qui brillerait d'un éclat plus vif que Mercure aurait nécessairement été aperçue après le coucher, ou avant le lever du Soleil, rasant l'horizon? Ou bien serait-il possible que l'intensité de la lumière diffusée du Soleil eût permis à un tel astre d'échapper à nos regards? ”

“ Nous savons par une expérience journalière que, si nous voulons soutenir un corps pour l'empêcher de tomber, nous sommes obligés de développer un certain effort capable de contre-balancer le poids du corps. Cet effort ou ce poids n'est pas le même pour un volume donné, suivant que la matière qui remplit ce volume est de l'eau, du fer ou du mercure. La notion première de masse nous vient de ces poids différents des corps sous des volumes égaux. Si l'on conçoit chaque corps décomposé en molécules de même poids, on est conduit à admettre que le nombre de ces molécules varie d'un corps à l'autre ”

“ Depuis plus de 2 000 ans, les astronomes ont découvert dans la longitude de la Lune une irrégularité, ou, comme on dit, une inégalité qui tient à ce que son mouvement n'est pas circulaire et uniforme, et qui peut éloigner notre satellite à plus de 6° de part et d'autre de sa position moyenne. Pour nous, l'explication est bien simple : la Lune ne décrit pas un cercle, mais une ellipse autour de la Terre. ”

“ Les deux étoiles qui forment une étoile double peuvent être très éloignées en réalité l'une de l'autre, car nous ne savons pas a priori si leurs distances au soleil sont voisines, ainsi que leurs perspectives sur la sphère céleste. Toutefois, si l'on projetait au hasard, sur la surface d'une sphère, des grains de sable aussi nombreux que les étoiles, il y aurait peu de chances pour obtenir entre deux grains un aussi grand nombre de rapprochements étroits que celui qui existe entre deux étoiles. ”

“ Pour traiter simplement le problème de l'inégalité des jours et des nuits, c'est-à-dire pour déterminer en un lieu terrestre quelconque et à une date quelconque les durées respectives du jour et de la nuit, nous assimilerons le soleil à une étoile pendant la durée d'un jour. L'erreur qui résultera de cette hypothèse ne sera jamais considérable; en effet, la plus grande variation de la déclinaison du soleil est de 24' par jour, aux environs des équinoxes, et la variation de son ascension droite est toujours de 1° par jour environ. ”

“ Nous verrons plus tard qu'en vertu de la loi de la gravitation universelle, deux corps quelconques exercent l'un sur l'autre une attraction proportionnelle aux masses de ces corps et en raison inverse du carré de leur distance. Par suite, la masse de la terre exerce sur les corps placés à sa surface une attraction qui est la cause de leur chute. Mais, en outre, un corps placé à la surface de la terre est soumis encore, à cause de la rotation de la terre, à l'action de la force centrifuge, comme nous l'avons dit plus haut. ”

“ La théorie de la Lune poursuit ses progrès avec Euler, Laplace, Damoiseau, Plana, Poisson, Lubbock, de Pontécoulant, Hansen, Delaunay, Adams, Hill, etc. Ce n'est plus à tâtons que l'on découvre les nombreuses inégalités du mouvement; la source en est maintenant connue : elles découlent naturellement de l'attraction du Soleil ou de celle des planètes. Leurs valeurs, déterminées par le calcul, puis par. l'observation, présentent un accord remarquable, et l'on
obtient ainsi des preuves de plus en plus fortes et nombreuses de l'exactitude de la loi de Newton. ”

“ Si la terre était sphérique et homogène, elle tournerait invariablement autour du même axe, sans que les attractions des autres corps célestes puissent y rien changer, ces attractions se bornant alors à transporter la terre dans l'espace. Mais, à cause de la forme aplatie de notre globe, les attractions du soleil et de la lune ne passent pas par le centre de la terre, et elles tendent à imprimer à l'axe une petite impulsion, celle que demandait l'explication de Copernic. C'est ce qu'indiqua Newton, mais sans faire le calcul. ”

“ Des faits que nous venons d'énoncer, un seul est rigoureusement vrai, c'est celui-ci : la lune tourne sur elle-même dans le sens direct d'un mouvement uniforme, et la durée de sa rotation est égale à sa révolution sidérale. ”

“ Mouvements propres des étoiles. — Quand on n'observe le ciel qu'à l'œil nu, les constellations paraissent garder à toutes les époques les mêmes formes et les mêmes dimensions ; les étoiles semblent donc conserver leurs positions relatives. De là le nom d'étoiles fixes qu'on leur a attribuées.
Mais les observations les plus précises ont montré qu'un grand nombre d'éloiles ont de petits mouvements propres qui, en projection sur la sphère céleste, s'effectuent sur des arcs de grands cercles et sont uniformes. Le mouvement le plus rapide est celui de l'étoile 1830 Groombridge ”

“ Les observations exactes les plus éloignées de nous sont des observations de passages de la planète sur le disque du Soleil; lorsque, dans ses conjonctions inférieures, la planète est à une faible distance de l'écliptique, elle se projette sur le disque solaire, sous la forme d'un petit disque noir qui décrit une corde plus ou moins longue; on note aussi exactement que possible les instants des contacts intérieurs des deux disques, à l'entrée et à la sortie, et on en déduit, par un calcul facile, une mesure très précise de la position de Mercure au milieu du phénomène. ”

“ Vitesses radiales des étoiles. — On démontre en physique que, si un corps lumineux se rapproche de l'observateur avec une vitesse comparable à celle de la lumière, les raies de son spectre doivent éprouver une déviation du côté de la partie violette; si le corps s'éloigne, le déplacement a lieu vers le côté rouge du spectre. De la grandeur de la déviation, dans un sens ou dans l'autre, on peut conclure la vitesse avec laquelle le corps s'approche ou s'éloigne. ”

“ La planète est donc animée, tantôt d'un mouvement apparent direct, tantôt d'un mouvement rétrograde ; elle ne peut passer de l'un à l'autre sans que sa vitesse apparente devienne nulle à un certain instant, c'est-à-dire sans qu'elle paraisse stationnaire dans le ciel. ”

“ L'univers n'a pas présenté toujours le même aspect que nous lui voyons aujourd'hui; il ne le conservera pas non plus indéfiniment dans l'avenir. Il suffit, pour s'en rendre compte, de songer à la perte continuelle de chaleur qu'éprouvent les étoiles, le soleil et les planètes par voie de rayonnement, et au refroidissement très lent, mais certain, qui doit en résulter. Les philosophes et les astronomes ont cherché à saisir l'ensemble des transformations de l'univers par des hypothèses que l'on nomme cosmogoniques. ”

“ Si l'on tient compte de ce que l'orbite de M. Auwers repose sur des irrégularités de l'ascension droite de Sirius qui n'atteignent pas de seconde de temps, si l'on songe ensuite aux erreurs systématiques inévitables des observations quand il s'agit de comparer un corps aussi faible que le compagnon à la plus brillante des étoiles, on est en droit d'espérer qu'en apportant certaines corrections aux éléments de l'orbite on arrivera à représenter d'une façon satisfaisante, à la fois et les positions de Sirius, et celles de son satellite. ”

“ Quand on dit que l'accélération séculaire est de 10", cela veut dire qu'en un siècle, en dehors de sa variation progressive régulière, la longitude de la Lune croît de 10", en deux siècles de 40", en trois siècles de 90", etc. On voit quelle importance acquiert cette accélération pour des époques éloignées : par exemple, pendant les 20 siècles qui précèdent notre époque, il en est résulté une variation de 10", multipliée par le carré de 20, soit de 4000", plus d'un degré, ce qui déplace la Lune dans le ciel d'environ deux fois son diamètre apparent. ”

“ Parallaxe du soleil. — La distance du soleil à la terre ne peut pas être regardée comme infinie par rapport aux dimensions de la terre, puisque le soleil nous apparaît avec un diamètre apparent sensible. ”

“ Si Jupiter sollicitait la Terre constamment dans la même direction, la déviation que nous avons trouvée très petite, d'environ 2 mètres pour une heure, se traduirait à la longue par un effet considérable, car une force, supposée constante pendant un certain temps, fait parcourir au corps auquel elle est appliquée un espace proportionnel au carré du temps. La Terre, sollicitée vers le Soleil par une force considérable, finirait donc, sous l'action d'une force perturbatrice très faible, par prendre un mouvement essentiellement différent du mouvement elliptique. ”

“ On
peut remarquer d'abord que le soleil, la lune et les planètes tournent sur eux-mêmes autour d'axes de rotation parfaitement définis : il serait invraisemblable de supposer que la terre, qui est une planète, fait seule exception à cette loi. On peut donner plusieurs preuves mécaniques que nous allons indiquer brièvement, ne pouvant les développer ici : 1° Le mouvement de rotation de la terre autour de son axe de révolution est conforme aux lois de la mécanique : il suffit qu'il ait commencé sous l'action d'une impulsion quelconque pour qu'il se continue ensuite indéfiniment sans altération. ”

“ Elle est d'autant plus grande que la Lune et le Soleil sont plus près de la Terre et plus rapprochés du plan de l'équateur. Aussi, les marées les plus fortes arrivent aux syzygies voisines des équinoxes, lorsqu'en même temps la lune est périgée et voisine de l'équateur, c'est-à-dire voisine d'un de ses nœuds. De même, les marées les plus faibles arrivent aux quadratures voisines des solstices, lorsqu'en même temps la Lune est apogée avec une grande déclinaison. ”

“ Au contraire des éclipses totales de Lune, qui sont visibles à la fois de tout un hémisphère terrestre, les éclipses totales de Soleil ne peuvent être observées que dans une bande très étroite, formée par l'ensemble des positions de l'ombre pure portée par la Lune sur la surface de la Terre. ”

“ En effet, contrairement aux étoiles, le soleil ne se lève pas et ne se couche pas tous les jours au même point de l'horizon, et il ne s'élève pas non plus à une hauteur maxima constante au-dessus de l'horizon; il n'a donc pas, comme les étoiles, une déclinaison constante, ce qu'on exprime en disant qu'il a un mouvement propre en déclinaison. ”