Cadran solaire

“ La raison de ce fait, c'est que le jour et la nuit dépendent du soleil et que le soleil ne marque pas le temps sidéral. En premier lieu, l'intervalle entre le temps où l'ombre marque sur un cadran solaire midi en un certain jour et le temps où elle marque midi le jour suivant est toujours supérieur à 86164 secondes; et, en second lieu, la différence n'est pas toujours la même, mais est parfois plus ou moins grande. Si le cadran solaire était une pendule, nous dirions en effet de cette pendule qu'elle ne va pas très bien ”

“ je vois le soleil brillant qui se reflète sur le cadran solaire, et je m'étonne qu'avec cet entourage funèbre il puisse encore marquer l'heure. ”

“ Un Soleil nébuleux donnerait moins de chaleur, assurément, qu’un Soleil contracté et incandescent comme il l’est actuellement, mais cette différence pourrait être compensée et par son plus grand diamètre et par son plus grand voisinage. La quantité totale de chaleur reçue par la Terre dans une année pourrait être la même. Et, dans tous les cas, cette chaleur solaire reçue par la Terre serait répandue à sa surface d’une façon beaucoup plus uniforme que maintenant. ”

“ C’est ainsi que l’observation des taches solaires a permis d’abord de constater le mouvement du globe incandescent sur son axe, puis la durée approximative de la rotation. Des observations plus précises et plus multipliées ont prouvé que les taches ne sont pas absolument fixes, qu’elles varient de forme, d’étendue, de position ; que suivant leurs distances à l’équateur solaire, elles donnent des nombres différents pour la durée de la rotation, etc. ”

“ L'heure de la plus forte chaleur à l'ombre, qui est régulièrement de une à trois après-midi, n'est pas celle de la plus grande force des rayons solaires, et, soit que les brises de terre ou de mer rafraîchissent l'atmosphère à cette heure, soit que les nuages absorbent le calorique du soleil ou interceptent le passage de ses rayons plus ou moins de temps et lui fassent perdre ainsi une partie de son calorique déjà absorbé par la terre, il est certain que le thermomètre, bien préparé et disposé convenablement, ne marque pas la plus grande force solaire à ce moment. ”

“ L'influence des taches solaires doit surtout se faire sentir dans la marche et la distribution de la température horaire, mensuelle, annuelle et séculaire, à la surface de la terre; car il est très-probable que le pouvoir dynamique pour la chaleur et la lumière ainsi que pour l'électricité, le magnétisme, etc., dont les parties claires du disque solaire jouissent, doit différer de celui des
parties obscures qui forment les taches. ”

“ Ces chiffres d'années, si grands qu'ils puissent être, sont presque nécessairement finis; car, à moins d'être alimenté en énergie par l'espace sous une forme qui nous échappe, le Soleil, source d'énergie limitée, ne peut dépenser celle-ci que pendant un temps lui-même limité.
Nous avons deux manières principales d'apprécier la température solaire : la mesure de la chaleur rayonnée par le Soleil, supposée faite en dehors de l'atmosphère terrestre et la détermination de l'intensité lumineuse dans le spectre. ”

“ D’ailleurs, la vitesse de la terre varie dans les diverses saisons de l'année ; elle est d’un trentième environ, plus grande en hiver qu’en été ; cette variation est plus considérable encore, si comme tout paroît l’indiquer, le système solaire est en mouvement dans l’espace ; car selon que ce mouvement progressif conspire avec celui de la terre, ou selon qu’il lui est contraire, il doit en résulter pendant le cours de l’année, de grandes variations dans le mouvement absolu de la terre ”

“ Un jour solaire moyen est égal au temps que la Terre emploie à faire une révolution complète sur elle-même, augmenté du mouvement moyen apparent du Soleil dans ce même intervalle. La théorie a prouvé que le mouvement moyen apparent du Soleil, comme celui de toutes les planètes, est constant. La durée du jour solaire ne pourra donc varier que par un changement dans la vitesse de rotation de la Terre.
On appelle mois lunaire l’intervalle de temps que la Lune emploie à revenir à la même position relativement au Soleil, à sa conjonction, par exemple. ”

“ Les marées solaires, qui se produiront deux fois dans l’espace d’un jour solaire, devenu égal au mois, déterminent une nouvelle perte d’énergie par le frottement qu’elles engendrent. Le premier effet sera de faire tomber la Lune sur la Terre, en même temps que la distance de ces corps au Soleil augmentera ; l’astre unique résultant de la réunion de la Lune à la Terre verra son mouvement de rotation se ralentir, jusqu’à prendre une période égale à la durée de sa révolution, qui sera devenue aussi la durée de la rotation du Soleil. ”

“ Le soleil n’a pas cette constance, cette régularité. Tantôt il est en retard, tantôt il est en avance. Supposons qu’à midi, un point quelconque situé au méridien soit juste en face du soleil ; quand la terre aura accompli une rotation, le méridien se retrouvera comme il était la veille, mais le point considéré n’y sera plus. Pour qu’il revienne devant le soleil, il faut que la terre tourne sur elle-même pendant 3 minutes, 56 secondes. Et cela tous les jours de l’année. Le jour solaire qui, divisé en 24 heures, règle toute notre activité est donc plus long que le jour sidéral. ”

“ Causes de la précession ou de la nutation : actions combinées des masses de la Lune et du Soleil sur le renflement équatorial de la Terre.
La rotation de la Terre sur son axe produit le jour ; sa translation autour du Soleil donne l'année. Mais, de même que nous avons dû distinguer deux sortes de jour, l'un sidéral, dont la durée invariable est celle même du mouvement de rotation, l'autre solaire, qui varie de longueur dans le cours d'une révolution terrestre, de même aussi, les astronomes distinguent deux années, Xannée tropique et l'année sidérale. ”

“ Il est même possible qu'une moitié tourne dans des directions contraires à celles de l'autre moitié. Les météorites ou aérolithes qui tombent de temps en temps sur la terre, peuvent être des portions de matière ayant la même origine que celles de la lumière zodiacale. Ces fragments disséminés, après avoir résisté, subi des chocs les uns contre les autres, tombent de temps en temps sur la surface du soleil. Ils doivent ainsi former une source, quoique très faible et irrégulière, d'énergie potentielle, qui a pour effet de maintenir dans une certaine limite la chaleur solaire. ”

“ La chaleur solaire que le sol absorbe pendant le jour, s'échappe par rayonnement pendant la nuit pour se disperser dans l'espace, et cette alternance périodique de gain et de perte de chaleur se reproduit d'un bout à l'autre de l'année, mais avec des intensités différentes, suivant les saisons ; en été, la terre absorbe plus de chaleur pendant le jour qu'elle n'en perd par rayonnement pendant la nuit ”

“ III Le Congrès d’Oxford a eu à faire appel au concours des physiciens pour une autre étude, à certains égards plus épineuse et plus éloignée d’une solution précise, celle de l’intensité de la radiation solaire.
Les alternatives de température tant annuelle que diurne, alternatives dont la répercussion sur la vie privée et publique est si grande, sont manifestement liées à la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon. Mais il tombe sous le sens que l’on ferait fausse route en prenant les indications d’un thermomètre placé en un lieu quelconque de la Terre pour mesure de l’activité solaire. ”

“ 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. ”

“ L'atmosphère est soulevée par le sol qui la porte, et s'abaisse avec lui; l'atmosphère est aussi soumise à des marées dont les flux et les reflux peuvent, pour les époques, coïncider ou ne pas coïncider avec le flux ou le reflux de l'océan plutonien, et ainsi le problème est extrêmement compliqué. Nous ne disons même rien de ce que dans les variations de la hauteur barométrique on a semblé reconnaître le jour solaire pour la durée de la période : peut-être, si les observations étaient reprises sans idée préconçue, reconnaîtrait-on que c'est le jour lunaire qui marque cette durée. ”

“ Ce torrent qui coule avec furie est l'ouvrage du soleil ; semblable à une pompe colossale, l'astre prend l'eau au niveau de la mer, l'élève et la déverse sur les hauteurs d'où elle descend ensuite, le long des pentes, pour revenir à son point de départ. La chaleur solaire produit les vents, elle donne lieu à ces perturbations dans l'équilibre électrique de l'atmosphère, desquelles résultent les éclairs et probablement aussi le magnétisme terrestre et les aurores polaires. ”

“ Si l’astre central avait la composition de notre poudre de guerre, pendant chaque minute une couche de poudre d’un mètre d’épaisseur serait brûlée, et notre soleil actuel disparaîtrait en neuf mille ans. Le diamètre solaire, dans la même hypothèse, aurait été, il y a huit mille ans, double de ce qu’il est aujourd’hui. Je ne présente ces suppositions singulières que pour faire comprendre que le phénomène par lequel s’entretient la chaleur solaire ne peut se comparer aux phénomènes de combustion avec lesquels nos habitudes sont le plus familières. ”

“ En d'autres termes, la division de l'année solaire en quatre saisons repose sur les effets de chaleur que la présence du soleil provoque sur la Terre; or ces effets varient extrêmement selon qu'on se rapproche ou qu'on s'éloigne des pôles. Combien
ne serait-il pas plus rationnel d'asseoir cette division sur les effets de lumière qui émanent du soleil et se manifestent partout d'une façon invariable ? ”

“ C'est d'ailleurs tout ce que l'on peut attendre des modifications, périodiques ou non, de la radiation solaire. A la distance où nous sommes de l'astre radieux, la terre n'est qu'un point imperceptible pour un observateur placé sur le soleil (') . L'action des rayons solaires est donc la même pour l'ensemble du globe et on pourrait seulement déceler certaines années où il fait plus ou moins chaud sur l'ensemble de la terre, mais non pour un lieu arbitrairement choisi. ”

“ D'abord, la Terre tourne autour du Soleil en trois cent soixante-cinq jours et un quart de jour à peu près, formant ce que nous appellerons une année solaire, dont la durée est toujours absolument la même. Dans ce mouvement annuel, la Terre décrit une ellipse dont le Soleil occupe un des foyers.
En marchant sur cette ellipse, que les savants désignent sous le nom d'écliptique y la Terre tourne en même temps sur elle-même. Ce second mouvement, qui dure vingt-quatre heures, formant ce que nous appellerons un jour solaire, est nommé mouvement diurne, du mot latin dies, qui signifie jour. ”

“ Les taches du soleil pourraient donc bien nous apporter quelque trouble à l’avenir. Ce qui est certain, c’est que, en consultant toutes les lois connues et la manière dont notre système s’est formé, on ne voit rien qui s’oppose à la formation d’un anneau solaire ”

“ En outre de ces deux mouvements de rotation et de translation, la Terre participe au mouvement commun qui emporte à travers l'espace le monde solaire tout entier.
Le système du monde solaire permet donc de nous rendre compte des saisons et d'expliquer la cause de l'inégalité des jours et des nuits.
La Terre parcourt l'écliptique dans l'espace d'une année, en tournant autour d'un axe dirigé constamment vers les mêmes deux points du ciel, c'est-à-dire toujours parallèle à lui-même. ”

“ Cette inégalité des jours solaires a fait choisir pour unité du temps civil, un jour fictif, qu'on nomme jour solaire moyen, parce qu'il est la moyenne de tous les jours solaires de l'année. C'est ce jour moyen qu'on partage en 24 heures. ”

“ C’est uniquement parce que le rayonnement de sa chaleur vers l’espace l’a refroidie jusqu’à une température appropriée, inférieure à 55 degrés, pas assez, toutefois, pour que l’océan ait pu se congeler, ni que les continents arrivent à des températures inférieures à zéro. Cet état moyen provient de ce que le rayonnement solaire agit sans cesse ; qu’il compense la perte continue de chaleur de la terre, et qu’il suffit à maintenir au-dessus de zéro, la presque totalité de la surface du globe. ”

“ Ainsi quand on dit que l'épacte de l'année 1866 est 14, cela veut dire que la lune avait 14 jours, quand cette année a commencé.
Cycle solaire. Le cycle solaire est une période de 28 ans; c'est le produit de 7 par 4, des jours de la semaine par le retour des bissextes. Cette période ramène les mêmes quantièmes du mois aux mêmes jours de la semaine. Pour calculer cette période, que l'on suppose commencer à l'an 9 av. J.-C., on ajoute 9 au millésime de l'année en question, on divise le tout par 28, et le reste est le nombre indiquant le rang de cette année dans le cycle solaire courant ”

“ Si nous envisageons maintenant un avenir plus lointain et des phénomènes plus généraux, il y a lieu de considérer le refroidissement solaire, qui présente une importance essentielle pour l'avenir terrestre, puisque, du Soleil, nous vient environ la moitié de la chaleur reçue par la superficie de la Terre et que, sans cette chaleur solaire, la vie s'y arrêterait aussitôt. ”

“ C'est à la chaleur solaire que sont dus la plupart des phénomènes qui s'accomplissent sur notre sphère, dans l'air, dans l'eau, à la surface terrestre. Tous les courants aériens, réguliers ou irréguliers, sont dus au mouvement et à l'impulsion que les masses gazeuses de l'atmosphère reçoivent du soleil. ”

“ Le Soleil consiste en un globe formé, d'une manière générale, des matériaux du système dont il est le centre et le régulateur. Ce globe est porté, surtout dans son intérieur, à des températures que nous ne pouvons assigner, mais qui doivent être extrêmement élevées. La surface est lumineuse ; elle est formée par des vapeurs incandescentes où flottent de petits nuages (les granulations) dont la Photographie nous a révélé la véritable forme, ainsi que l'unité de constitution dans toutes les parties de la surface solaire. ”