Henri Poincaré

“ Cela va bien si les atomes sont eux-mêmes regardés comme des points matériels et si le mot « atome » doit être entendu au sens étymologique ; mais il est loin d’en être ainsi ; les éléments d’un gaz dans la théorie cinétique sont les « molécules » et chacune d’elles contient plusieurs atomes chimiques ; chaque atome à son tour est formé d’électrons, et il serait puéril de supposer qu’on n’ira jamais plus loin et que les électrons ne se résoudront pas un jour en éléments plus petits. Une molécule ou un mot est un édifice aussi compliqué que le système solaire ”

“ Lorsque, par suite de la condensation, la marée solaire est devenue plus faible, la rotation s’est accélérée, et la nébuleuse planétaire a cessé de présenter constamment au Soleil les mêmes points de sa surface. Roche admet que, dans cette seconde période, l’atmosphère planétaire prend à chaque instant la figure avec laquelle elle pourrait être en équilibre sous l’action du Soleil : sa surface libre est allongée vers le Soleil, et peut acquérir, aux sommets du grand axe, deux points coniques comme ceux dont nous parlions plus haut. ”

“ Quoi qu’il en soit, le Soleil ne contient pas une provision de chaleur indéfinie et il perd annuellement une quantité de chaleur considérable. La plus grande partie de cette chaleur se dissipe dans l’espace céleste et est entièrement perdue. Ce n’est qu’une très faible portion de l’énergie rayonnée qui est reçue et utilisée par les planètes. Ne pourrait-on pas supposer que le rayonnement ne peut se faire qu’entre doux corps matériels différents, et que, par conséquent, dans les directions où l’on ne rencontre aucune matière pondérable, il ne se produit pas de rayonnement ? ”

“ Aux yeux de Faye, c’était là la faillite de la théorie de Laplace et c’est ce qui l’engagea à en proposer une autre. Pour lui, les diverses planètes peuvent aussi bien tourner sur elles mêmes dans un sens que dans l’autre — cela dépend de l’époque de leur formation ; — mais il aurait volontiers parié à son tour que les satellites se mouvront toujours autour de leurs planètes respectives dans le sens de rotation de celles-ci. Lui aussi, il aurait perdu : on connaît aujourd’hui des satellites qui circulent autour de Jupiter et de Saturne dans le sens rétrograde. ”

“ Nous savons déjà que la masse de l’anneau et, par suite, sa densité doivent être petites pour qu’il y ait stabilité. Négligeant donc , nous obtenons la condition
d’où nous tirons l’inégalité
qui fixe une limite supérieure à la densité de l’anneau. Maxwell conclut que si l’anneau était liquide sa densité ne pourrait pas surpasser 1/300 de celle de la planète. Ce résultat est vrai pour un anneau de poussières cosmiques comme pour un anneau liquide : la stabilité ne peut exister que si la densité est suffisamment petite. ”

“ Quelle que soit sa nature, puisqu’elle a produit ou dirigé les mouvements des planètes, il faut qu’elle ait embrassé tous ces corps, et, vu la distance prodigieuse qui les sépare, elle ne peut avoir été qu’un fluide d’une immense étendue. Pour leur avoir donné dans le même sens un mouvement presque circulaire autour du Soleil, il faut que ce fluide ait environné cet astre comme une atmosphère. ”

“ Bien mieux, de temps en temps nous voyons naître une étoile, qui s’allume inopinément dans le Ciel, pour diminuer promptement d’éclat et prendre un spectre qui rappelle celui des nébuleuses planétaires ; de sorte qu’on n’a jamais vu une nébuleuse se transformer en étoile comme le voulait Laplace [1] , et que, au contraire, on a vu souvent une étoile se transformer en nébuleuse. La nature n’est-elle pas là surprise en flagrant délit dans sa fonction créatrice ? ”

“ De même les marées que la Terre pourrait soulever sur la Lune exerceraient une influence sur la rotation de la Lune. Actuellement, la Terre ne soulève pas de marées sur la Lune, puisque la Lune nous présente toujours le même hémisphère. Mais aux époques reculées, la Terre a dû soulever des marées sur son satellite, et c’est précisément, ainsi que l’avait déjà affirmé Laplace, à l’action de ces marées qu’est due l’égalité actuelle de la durée de rotation et de la durée de révolution de la Lune. ”

“ Auquel de ces gaz devrait-on comparer la Voie lactée ? À un gaz monoatomique évidemment. En effet, les molécules seraient ici les différents systèmes stellaires, et nous devons considérer qu’il y a choc chaque fois que deux de ces molécules passent assez près l’une de l’autre pour être déviées de leur route ; or, même si nous prenons une étoile multiple, l’action d’un astre étranger qui viendrait à en approcher deviendrait assez sensible pour dévier le mouvement de translation général du système, bien avant d’être capable de troubler les orbites relatives des composantes. ”

“ Et cependant la Thermodynamique et la théorie cinétique nous enseignent que les gaz, comme le monde physique tout entier, tendent sans cesse vers l’uniformité. Les lois du hasard et celles des grands nombres tendent à niveler très rapidement les inégalités que le gaz peut présenter, jusqu’à ce que la température et les vitesses deviennent uniformes dans toute la masse. Prenons comme point de départ un système de molécules gazeuses dont les vitesses, au lieu d’être fortuitement réparties, seraient harmonieusement distribuées, de manière à faire une sorte de cosmos pareil au système solaire ”

“ M. du Ligondès remplit l’espace de projectiles qui le sillonnent en tous sens. Les chocs de ces projectiles produisent l’évolution du chaos, sa transformation en un système planétaire bien ordonné. Dans la théorie cinétique, les molécules des gaz sont de même assimilées à des boulets se croisant dans toutes les directions, mais leurs chocs, au lieu d’amener une différenciation, produisent au contraire l’homogénéité parfaite de la masse gazeuse. ”

“ La nébuleuse de Laplace, au contraire, est une véritable atmosphère gazeuse animée, dès l’origine, d’un mouvement de rotation bien uniforme. Au centre de cette atmosphère Laplace suppose une forte condensation. C’est donc une sorte d’étoile nébuleuse, constituée par une masse centrale fluide, Soleil déjà à demi formé, entourée d’une atmosphère extrêmement ténue s’étendant à une très grande distance, l’ensemble tournant d’un seul bloc. En se contractant, cette atmosphère abandonnera, dans le plan de l’équateur, une série d’anneaux successifs d’où naîtront les planètes. ”

“ « Buffon est le seul que je connaisse, qui, depuis la découverte du vrai système du monde, ait essayé de remonter à l’origine des planètes et des satellites. Il suppose qu’une comète, en tombant sur le Soleil, en a chassé un torrent de matière qui s’est réuni au loin, en divers globes plus ou moins grands et plus ou moins éloignés de cet astre : ces globes, devenus par leur refroidissement opaques et solides, sont les planètes et leurs satellites. » (p. 498.)
Laplace n’avait donc pas connaissance des travaux de Kant, puisqu’il ne cite que Buffon. ”

“ Aussi le système solaire n’en offre-t-il qu’un seul exemple, celui des anneaux de Saturne. Presque toujours chaque anneau de vapeurs a dû se rompre en plusieurs masses qui, mues avec des vitesses très peu différentes, ont continué de circuler à la même distance autour du Soleil. Ces masses ont dû prendre une forme sphéroïdique, avec un mouvement de rotation dirigé dans le sens de leur révolution, puisque leurs molécules inférieures avaient moins de vitesse réelle que les supérieures ; elles ont donc formé autant de planètes à l’état de vapeurs. ”

“ Pour répondre à cette objection, Delaunay soutenait que le coefficient du retard imprimé à la Lune est moindre que celui du retard de la rotation de la Terre, ce qui se trouve être exact, semble-t-il. Mais, si l’on ne tient compte que du frottement des océans actuels sur leur fond, l’effet total est tout à fait minime et insignifiant. Il faudrait supposer que l’intérieur du globe terrestre n’est pas rigide, qu’il est plus ou moins visqueux, et que, par conséquent, les marées internes y produisent des frottements intenses. ”

“ La pression de radiation est une force qui émane des corps lumineux et qui repousse les corps légers, c’est elle qui forme les queues des comètes dont la matière très ténue est repoussée par la lumière du Soleil. C’est elle aussi qui, d’après M. Arrhenius, chasserait du Soleil de très petites particules, et les pousserait jusque sur la Terre, jusqu’aux planètes et jusqu’aux lointaines nébuleuses. Ces particules finiraient par s’agglutiner en formant les météorites ”

“ Cependant il n’est pas tout à fait légitime de comparer les gaz des nébuleuses, et surtout les molécules égarées dans un vide presque absolu, à une atmosphère gazeuse ordinaire. En effet, dans les gaz extrêmement raréfiés, la vitesse des molécules n’est plus de la chaleur, c’est de la véritable force vive, c’est-à-dire de l’énergie non dégradée. ”

“ Force nous est donc d’admettre que la chaleur solaire se dissipe, dans tous les sens. Puisque ce rayonnement s’est effectué sans très grands changements pendant les temps historiques et probablement aussi pendant une très grande partie des temps géologiques, nous devons en conclure que le Soleil n’est pas simplement assimilable à un corps chaud qui se refroidit, mais que sa chaleur se renouvelle et s’entretient par un procédé quelconque. ”

“ Il croyait, comme Laplace lui-même, que le sens de la rotation d’une planète dépend de la distribution des vitesses dans l’anneau qui lui a donné naissance. Nous savons aujourd’hui que cette distribution ne peut être qu’éphémère, puisque l’anneau est instable, qu’elle ne peut donc avoir aucune influence sur le résultat final ; que les rotations de toutes les planètes ont dû être primitivement rétrogrades quelle que soit leur origine, et que l’influence des marées a pu seule les rendre directes. ”

“ Considérons une planète, la Terre par exemple, possédant une atmosphère limitée en équilibre convectif (ou adiabatique) . Une molécule de la région externe de cette atmosphère, si elle possède une vitesse suffisante (cette vitesse serait de 11 kilomètres par seconde pour la Terre) , s’échappe pour toujours de la sphère d’attraction de la planète et continue son chemin vers l’infini. L’atmosphère de la planète perd donc sans cesse les molécules gazeuses qui sont animées d’une vitesse suffisante. ”

“ La nébuleuse ainsi formée recevra le bombardement des corpuscules qui sillonnent l’espace : chacune de ces particules deviendra un centre d’attraction qui se nourrira aux dépens des gaz de la nébuleuse : ainsi se formeraient les météorites à l’intérieur de la nébuleuse,
Mais les nébuleuses peuvent faire des captures bien plus importantes : elles peuvent capter de petits soleils. Un petit soleil arrivant dans la nébuleuse attire à lui les météorites déjà formées et accroît ainsi sa masse. C’est de cette façon que les nébuleuses se transforment en amas d’étoiles. ”

“ D’une part, si la densité des étoiles est constante dans tout l’espace, leur lumière totalisée devrait donner au Ciel entier l’éclat même du Soleil. Cela serait vrai si le vide interstellaire laissait passer toute la lumière qui le traverse sans en rien garder, de sorte que l’éclat apparent d’un astre varierait en raison inverse du carré de la distance. Il suffit, pour échapper à cette difficulté, de supposer que le milieu qui sépare les étoiles est absorbant ; il peut d’ailleurs l’être très peu. L’autre objection, c’est que l’attraction newtonienne serait infinie ou indéterminée ”

“ Mais la variété des systèmes stellaires nous oblige à élargir nos cadres, de sorte que l’hypothèse de Laplace, si elle ne doit pas être entièrement abandonnée, devrait être modifiée de façon à n’être plus qu’une forme, adaptée spécialement au système solaire, d’une hypothèse plus générale qui conviendrait à l’Univers tout entier et qui nous expliquerait à la fois les destins divers des Étoiles, et comment chacune d’elles s’est fait sa place dans le grand tout. ”

“ Donc, si l’on admet, avec M. See, qu’autour du Soleil s’étendait primitivement à de très grandes distances une atmosphère résistante, on conçoit qu’un astre d’origine cosmique, venant à passer dans la sphère d’action du Soleil, ait pu modifier sa trajectoire. Celle-ci, de parabolique ou hyperbolique qu’elle était, a pu d’abord devenir elliptique ; puis la résistance de milieu continuant à faire décroître le grand axe et l’excentricité de l’orbite, celle-ci s’est rapprochée de la forme circulaire. ”

“ En effet, dans ce cycle, les forces effectuent constamment un travail positif : quand le météore tombe, l’attraction l’emporte et c’est la gravité qui travaille ; quand les poussières coronales sont chassées, la répulsion l’emporte et le travail est effectué par la pression de radiation. Aux dépens de quelle énergie ce travail constant est-il produit ? C’est évidemment aux dépens de l’énergie solaire. Il est donc impossible de voir dans ce mécanisme un entretien possible de cette énergie. ”

“ Lorsqu’un projectile en heurte un autre, il y a perte de force vive se traduisant par une diminution du grand axe de l’orbite de ce projectile. Cette diminution du grand axe est-elle accompagnée d’une diminution ou d’une augmentation de l’excentricité ? Pour nous en rendre compte, supposons qu’un de nos projectiles soit très gros (ce sera, si l’on veut, une planète déjà presque formée) , les autres étant relativement petits : le gros projectile subira alors, du fait de ses chocs contre tous les petits, un effet analogue à celui d’une résistance de milieu. ”

“ Dans l’état primitif où nous supposons le Soleil, il ressemblait aux nébuleuses que le télescope nous montre composées d’un noyau plus ou moins brillant, entouré d’une nébulosité qui, en se condensant à la surface du noyau, le transforme en étoile. ”