FIGURE DE LA TERRK

ce A quoi bon, dira-t-on, s'occuper éternellement de la figure de la Terre?

«Il faut remarquer que depuis que la question est discutée, elle a bien changé de face. Il s'agissait, du temps d'Erathostène, de déterminer le contour géographique de la terre supposée ronde par tous les anciens ; aujourd'hui, ce n'est plus cela. On veut savoir, non qu'elle n'est pas ronde

tant à fait, mais de combien il s'en manque qu'elle ne le soit ; on peut encore vouloir s'enquérir si sa matière était liquide ou solide quand elle a commencé à prendre la forme que nous lui connaissons ; si elle s'est solidifiée graduellement; si la force centrifuge, qui est à son maximum à l'équateur et nulle aux pôles, diminue graduellement , et dans quelles proportions, en approchant du pôle, et augmente en se rapprochant de l'équateur. Quelque certitude que puissent avoir les procédés employés jusqu'ici, on peut ne pas s'en contenter et en chercher de plus exacts encore ou de plus expéditifs ; le progrès des lumières et le perfectionnement des instruments, perfectionnement indéfini, tout nous invite à désirer plus de rigueur dans les résultats des observations. » (M. Arago.)

Nous n'en sommes pas encore là, ma Laurette, et, n'en étant point là, nous nous contenterons pour le moment, n'est-ce pas, devoir comment peu à peu la figure de la Terre s'est dessinée, pour ainsi dire, aux yeux de l'être intelligent qu'on appelle homme.

Après avoir trouvé, par la marche des corps célestes, la mesure du temps, on avait trouvé l'indicateur de cette mesure, le garde -temps j l'horloge enfin , cette ingénieuse machine qui donne , comme le dit un poète, les pulsations du temps. l?ouv régulariser ces pulsations, on se servait du balancier ou pendule, dont l'idée pré-

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mière était due à Galilée, mais dont l'application fut fiaite par Huygens aux horloges ; Huygens avait démontré comment, en faisant décrire certains arcs au pendule, on peut rendre ses oscillations parfaitement isochrones, c'est-à-dire égales en durée; à cette époque, au dix-septième siècle , on possédait déjà en France des horloges bien supérieures à la merveille envoyée, au neuvième siècle, par le pape Paul V% au roi de France Pépin-lc-Bref, et même au carillon de la Samaritaine. Ces horloges ne marquaient pas, comme celle établie à Padoue par Jean Dondis, surnommé Jean des Horloges , le cours du Soleil et celui des planètes, suivant le système qu'on se formait, au quatorzième siècle, du système du monde; mais elles étaient à^xennes portatives ^ et elles donnaient l'heure, la minute, la seconde avec une régularité remarquable; on avait enfin des montres ; aussi les observations astronomiques acquéraient-^elles une précision jusqu'alors inconnue.

«En 1 67 1 , Richer fut envoyé à Cayenne pour y faire des observations sur la parallaxe de Mars. Il était muni d'une excellente horloge bien réglée à Paris; elle battait les secondes ; à Cayenne elle relardait de deux minutes par jour ; revenue à Paris^ cette même horloge avançait, par jour, de la même quantité qu'elle retardait à Cayenne. H &ni conclut que la lentille était moindre à Cayenne et qu'elle y descendait avec moins de

vitesse au centre de la Terre qu'à Paris où elle devait faire quatre-vingt-six mille quatre cents oscillations. » (M. Arago.)

Je ne sais, ma sœur, si tu as remarqué ce que feit l'horloger quand il vient régler la pendule chez notre mère. Au moyen d'un fil de soie auquel est suspendu le balancier ou pendule, il rallonge ou il raccourcit la tige de fer qui supporte la lentille en cuivre; si la pendule retarde, il raccourcit le fil de soie en le roulant sur une espèce de bobine; les oscillations du pendule sont alors plus rapides, et la pendule ne retarde plus; si elle avance, il allonge le fil de soie en le déroulant, et les oscillations du pendule étant plus lentes, la pendule n'avance plus. Richer, afin d'obtenir, à Cayenne, le même nombre d'oscil* latiqns qu'à Paris, quatre-vingt-six mille quatre cents par jour, fut obligé d'y raccourcir le pendule de son horloge, et de le rallonger de la même quantité à son retour en France.

A l'époque où ce fait eut lieu, on n'était pas en état d'en tirer la conséquence ; cette conséquence, la voici: c'est que la pesanteur agissant sur le pendule comme elle agit sur tous les corps tombants , et cette pesanteur étant moindre à mesure que ces corps se trouvent plus éloignés du centre de la Terre, il fallait, puisque le pendule marchait moins vite à l'équateur qu'en France, c'est-à-dire puisque la pesanteur le sollicitait moins , qu'en ce lieu on se trouvât plus

loin du centre de la Terre, que le sol fut plus élevé à réquateur qu'en France, et que, par conséquent, le globe terrestre ne fût pas une sphère parfaite.

Non-seulement personne n'arriva à cette conséquence, mais encore on contesta à Richer la justesse de son observation. On savait dès lors que la chaleur dilate les métaux et que le froid les resserre; on soutenait donc que si la tige du pendule avait dû être raccourcie à l'équateur, c'est que la chaleur qui règne sous la ligne l'avait allongée; que s'il avait fallu lui rendre, au retour en France, les dimensions qu'elle avait au moment du départ, c'est que le climat de la France étant moins chaud, le métal, en se resserrant, avait repris ses proportions premières; et les choses en restèrent là.

Quelques années après, Deshayes et Varin furent envoyés à l'équateur par ordre de Louis XIV , [x>ur faire de nouvelles observations astronomiques. Le même fait mentionné par Richer se reproduisit , mais cette fois on trouva qu'il fallait accourcir bien plus qu'il ne l'avait dit, la tige du pendule.

De nouvelles expéditions scientifiques, ordonnées par le roi et l'Académie des sciences, au Pérou, dans l'Amérique du Sud , à la Martinique, à Saint-Domingue, à Sainte-Hélène, sur les côtes d'Afrique, à Gorée^ près des îles du Cap-Vert, apportèrent de nouvelles preuves à l'appui dé

ce fait, que le mouvement d'une horloge transportée à 1 equateur diminue graduellement à mesure qu'on approche de ce point, et que plus on approche des pôles, phis ce mouvement augmente; en d'autres termes, qu'il faut, vers l'équateur, raccourcir le pendule, ou bien l'horloge retarde; que, vers les pôles, il faut le rallonger, ou bien elle avance.

Huygens et Newton furent des premiers à comprendre la valeur de cette découverte et l'étendue de l'application qu'on en pouvait faire. Tous deux s'emparèrent donc de la vérité nouvelle, et, en la suivant dans toutes ses conséquent ces, ils arrivèrent à la solution du problème. Huygens conclut du raccourcissement du pendule, observé à l'équateur par Ri cher, que la pesanteur s'y trouve diminuée par la force centrifuge et que la Terre est nécessairement aplatie vers les pôles; ce fut aussi la conclusion de Newton. Restait à déterminer le quantum du raccourcissement du pendule. Je me garderai bien , ma Liaurette, de te dire même un seul mot des calculs qui furent faits pour cette recherche; il te suffira sans doute de savoir que le nombre des oscillations exécutées par le pendule, dans un temps donné, est d'autant plus grand que l'action de la pesanteur est plus intense; ainsi le même pendule qui exécute un certain nombre doscillations aux pôles , en donnera un nombre sensiblement plus petit à mesure qu'on avancera

Hi ASTBONOMIE

vers réquateur; \eut-on le ramener à ce même nombre d'oscillations, il faut raccourcir la tige; plus cette tige est longue, plus le pendule oscille lentement ; plus elle est courte, plus il oscille vite; le quantum de ce raccourcissement a été , je le repète, Tobjet des plus minutieuses recherches, et d'un nombre immense de calculs, tu dois le concevoir, et le résultat de ces recherches, de ces calculs a été tel , que Newton , suivant l'expression de Fontenelle, est arrivé, sans quitter son fau^teuil , à déterminer la véritable figure de la Terre, tt La diminution qui a lieu dans l'intensité de la pesanteur, en allant du pôle à Téquateur, est due en partie à l'aplatissement de la Terre, mais bien plus encore à l'effet de la force centrifuge. Quant au premier point, les physiciens ont con^^ staté que la Terre n'est pas une sphère parfaite^ mais une sphère aplatie aux pôles et ren^ flée à l'équateur. Il résulte de cette forme que les corps qui sont à 1 equateur sont plus éloi^ gnés du centre d'attraction de la Terre que ceux qui se trouvent dans le voisinage des pôles; par conséquent ils seront un peu moins attirés que ces derniers. L'effet cependant n'est qu'à peine sensible. Pour comprendre l'action bien autre* ment importante de la force centrifuge , il faut se rappeler que la Terre tourne sur elle-même en vingt-quatre heures ; par conséquent tous les corps qui sont à sa surface, ou qui sont plon^ gés dans son atmosphère, décrivent en même

ET MÉTÉOROIjOGIE. 148

temps des cercles qui vont en croissant du pdle à Féquateur. Ils acquièrent ainsi une force oen* trifuge d autant plus grande qu'ils sont plus rapprochés de 1 equateur. Mais la force centri* fuge, qui tend à tout éloigner du centre de h, Terre, est précisément opposée à la force de la pesanteur, dont l'effet est, au contraire^ d*atti« rer tout ce qui se trouve sur la Terre dans la direction de son centre. Donc,rintensité delà pe» sauteur doit diminuer à mesure qu'on approche de Fequateur, puisqu'elle est toujours plus com-> battue par k force centrifuge qui agit d'une manière précisément opposée.

«On a calculé qu'une masse de plomb qui, dans le voisinage de l'un des pôles, pèserait mille livres, perdrait près de cinq livres de son poids à l'é^ quateur, en vertu de la force centrifuge; et, si la rotation de la Terre sur elle-même devenait tout à coup dix-sept fois plus rapide, la force centri» fuge ferait équilibre à celle de la pesanteur, et les corps placés dans le voisinage de l'équateur ne pèseraient plus rien. » (M. Marcet.)

Tu penses bien , ma sœur, que ce n'est pas avec des poids et des balances ordinaires qu'on a pu établir ces termes de comparaison, puisqu'ils éprouveraient eux-niêntes, comme le corps à peser, l'influence de l'attraction locale, plus grande aux pôles, moindre à l'équateur, et de la force centrifuge, plus grande à l'équateur et moindre aux den?ç pôles; on a iniaginé des in-

struments à Taide desquels ces importantes vérités sont clairement démontrées.

Venons maintenant à l'hypothèse que notre globe a dû être fluide et se trouver primitivement recouvert en entier par les eaux.

« On a cherché quelle figure devait prendre un globe fluide qui se solidifierait graduellement. On ne peut donner ici les calculs qui ont été faits à cette occasion ; on se borne seulement à indiquer l'esprit de la méthode que l'on a suivie. Toutes les molécules , soit solides y soit fluides, pèsent vers le centre de la Terre; mais qu'un mouvement soit imprimé au globe terrestre, les molécules liquides, étant moins adhérentes les unes aux autres que les molécules solides, se déplacent plus facilement, et céderont plus tôt à la force centrifuge, résultat du mouvement de rotation, qui est à son maximum entre les deux pôles et nul aux pôles mêmes. Huygens avait trouvé, par de longs calculs, qu'il devait y avoir, entre les deux axes de notre globe, une différence de un cinq cent soixante-dix-huitième.

Newton traita le même objet en cherchant la solution du problème d'un globe fluide qu'il présentait comme une simple hypothèse, et trouva une quantité plus du double de celle trouvée par Huygens.

a Ce futMaclaurin, compatriote de Newton, qui osa le premier assurer positivement qu'il était impossible de se refuser à l'idée que la masse du

globe eût été originairement fluide. Enfin, Clairault, de FAcadémie des sciences, est arrivé, par le calcul, à un résultat différent des deux autres. Suivant lui, la quantité de la différence entre les deux axes est un trois cent sixième; quantité plus grande que celle trouvée par Huygens, et moindre que celle trouvée par Nevsi;on. (M. Arago.)»

Nous nous en tiendrons, ma chère Laure, à ce terme moyen qui donne un trois cent sixième pour l'aplatissement de la Terre aux deux pôles, et nous serons tentés, il me le semble du moins, de croire à la fluidité primitive du globe; fluidité qui s'accorde parfaitement avec tous les phénomènes qu'il nous présente.

Nous pouvons présumer que les autres planètes ont dû être également fluides, et que, comme notre globe, elles ont été soumises aux mêmes lois qui ont déterminé le renflement du globe à l'équateur et son aplatissement aux deux pôles, puisque nous remarquons ce même renflement et ce même aplatissement sur Jupiter surtout. Pour cette planète, ces deux effets sont plus marqués que pour toutes les autres.

Vois cependant, ma sœur, ce qu'a produit l'observation faite par Richer avec une sorte de timidité!... Le génie de deux hommes s'en empare, et la figure de la Terre est démontrée!