CHAPITRE V

NOTRE AMAS STELLAIRE

D'une manière générale, l'instruction obligatoire donnée dans nos écoles est si sommaire que j'ai rencontré souvent des hommes, passant pour instruits, mettre en doute la possibilité de mesurer les distances de la Terre au Soleil ou à la Lune.

Au cours de mes nombreuses conférences, que de fois n'ai-je pas eu l'occasion de voir un sourire d'incrédulité accueillir les nombres exprimant les résuhats des calculs astronomiques!

Il m'a donc paru opportun d'insister ici sur les méthodes que nous employons pour la mesure des distances célestes.

Si l'on vous donne une poutre à mesurer, vous vous servirez d'un mètre, et, le transportant de proche en proche, vous chercherez combien de fois il est contenu dans la longueur totale. De la même façon, un arpenteur, au moyen d'un décamètre, mesure l'étendue d'un champ ou la longueur d'une route.

Mais cette méthode serait bien longue et bien fastidieuse au cas où vous seriez appelé à dresser le plan d'une grande superficie, un plan cadastral, par exemple. Vous ignorez peut-être qu'elle vous conduirait au surplus à de graves erreurs, et la preuve, la voici :

Essayez d'arpenter très soigneusement une propriété de grande étendue, et recom-

mencez dix fois cette opération. Dix fois vous trouverez des résultats différents, car jamais vous ne serez assuré d'avoir mis votre décamètre bout à bout.

Si les géographes s'étaient simplement servis d'une chaîne d'arpenteur et d'une équerre, ils seraient bien empêchés de dresser une carte exacte de la France, à plus forte raison de l'Europe et des cinq parties du monde. Heureusement qu'il existe des procédés plus expéditifs, quoique très simples.

Au lieu de les enseigner à nos élèves qui « font leurs classes », nous préférons leur faire apprendre de trop nombreuses dates d'histoire, qu'ils auront le bon esprit, d'ailleurs, d'oublier au plus tôt.

Les autres sciences ne sont pas mieux traitées; en Géométrie, combien d'élèves, apprenant leurs théorèmes par cœur, seraient totalement incapables, à la fin de leurs études, d'évaluer proprement le volume d'un remblai ou d'un simple tas de pierres!

En Chimie, on enseignera la théorie peu connue d'ailleurs et même très discutée de la formation de l'acide sulfurique, et on négligera de décrire la fabrication du savon.

En Physique, on donnera des problèmes sur la masse de la vapeur d'eau liquéfiée dans un mètre cube d'air, lorsque la tem-

NOTRE AMAS STELLAIRE

pérature de celui-ci est abaissée de vingt degrés, mais on oubliera d'apprendre la lecture correcte d'un baromètre. L'élève possédera tous les secrets de la machine d'Atwood pour la vérification des lois de la pesanteur, mais quand il lui faudra, plus tard, calculer la puissance d'une chute d'eau sur une rivière coulant au bas de son jardin, il aura besoin d'un praticien pour l'évaluer.

Dans aucune école d'enseignement secondaire on n'apprend aux élèves la

Théodolite, appareil analogue au graphomètre t mais beaucoup plus précis et servant a mesurer les angles.

i.Modèle de la Maison Vion, Paris).

pratique même sommaire de l'arpentage.

A plus forte raison ceux qui sortent de ces établissements ne sauraient-ils utiliser un graphomètre ou un théodolite pour la mesure des angles!

Dans les classes de Lettres-Mathématiques, on enseigne toutefois la Trigonométrie, mais l'élève serait incapable par cette même méthode de mesurer pratiquement la distance d'un endroit à un point inaccessible. Dès son baccalauréat, le jeune homme qui n'aura rien retenu de la théorie sera prêt à nier les résultats de la pratique.

Nous voici ramenés au problème qui nous intéresse : la mesure des distances de la Terre aux astres voisins.

La Géométrie enseigne que pour déter-

miner lesélémentsd'un

triangle, il suffit de posséder lavaleurdesabase

et de sa hauteur, c'est-àdire la distance de cette

base au sommet opposé.

Or, la Trigonométrie,

pour résoudre ce même

problème, peut se passer de la hauteur; il lui

suffira de connaître la

base du triangle et de

mesurer, à l'aide d'un

graphomètre ou d'un

théodolithe, les deux

angles à ses extrémités. Sans sortir de votre

propriété, en traçant une

base exactement mesurée, vous pouvez donc

déterminer le nombre

de kilomètres qui vous

séparent d'un clocher

placé tout là-bas, à la

limite de l'horizon. Et

le résultat sera d'autant plus précis que vos mesures de base et d'angles seront plus soigneusement effectuées.

Si votre base a i5o mètres et vos angles 88 et 89 degrés respectivement, le calcul vous dira que votre clocher est à une distance de 2 860 mètres, à quelques centimètres près.

Il est facile de remarquer que l'angle au sommet du triangle sera d'autant mieux évalué que votre base sera plus grande.

L'astronome n'emploie pas une méthode différente lorsqu'il veut calculer la distance du Soleil, mais cette fois il est limité dans ses opérations. Sa base ne saurait dépasser les dimensions du globe terrestre, et c'est

» 160 mètres ---►

Lorsqu'un triangle mesure i5o mètres de base avec des angles de 88 et 8ç°, nous pouvons en déduire la distance du sommet à la base {hauteur) qui est de 2 860 mètres.

OU SOMMES-NOUS

peu en comparaison de la grande distance à évaluer.

Et puis, notez que pour chercher la distance d'un astre, il faut que celui-ci soit visible en même temps pour les deux observateurs placés à l'extrémité de la base. Pour ces considérations et quelques autres plus compliquées, on s'est décidé à prendre comme base le rayon de la Terre. Le problème augmente ainsi de difficulté, mais, par d'ingénieux artifices, les astronomes sont parvenus à les vaincre, à perfectionner ces méthodes et à déterminer la distance exacte de la Terre au Soleil.

Au reste, c'était leur seule ambition pour arriver à évaluer toutes les distances de la Terre aux planètes et par conséquent les dimensions réelles du système solaire.

Lorsque vous avez sous les yeux la carte d'une région inconnue, il vous est impossible d'évaluer la distance de deux villes si vous ignorez à quelle échelle la carte est construite; si, au contraire, on vous assure qu un centimètre sur la carte représente, je suppose, un kilomètre sur le terrain, le problème devient un jeu. Or, il y a beau temps que les astronomes avaient dressé très correctement le plan du système solaire; restait à en donner l'échelle. Cette dernière leur a été fournie le jour où ils sont arrivés à fixer l'intervalle nous séparant du Soleil. On comprend maintenant de quelle importance était pour nous la mesure de la grande unité de longueur, le rayon du globe terrestre. Que d'expéditions n'a-t-il pas fallu pour arriver à déterminer sur le globe la valeur de un degré du méridien en différents endroits! Et tout cela ne devenait possible qu'à la condition de posséder des instruments très précis, des appareils demandant une grande pratique. Que de calcus à opérer, longs, fastidieux, et dont

Mesure de la distance de la Terre au Soleil.

l'utilité fût devenue tout à fait contestable s'ils n'avaient été appuyés sur des instruments de mesure qu'une technique savante a mis deux siècles à perfectionner 1

Qui pouvait se douter autrefois que la science a besoin pour ses découvertes de cette technique habile, et que notre connaissance exacte de l'Univers serait due surtout aux progrès réalisés dans la Mécanique pratique?

C'est ainsi que tout se tient dans les acquisitions de l'esprit, et qu'une recherche opérée dans un des domaines de la science peut avoir quelque jour, sur d'autres points, les retentissements les plus imprévus.

Voilà comment de proche en proche, après avoir mesuré le rayon de la Terre, l'astronome en a déduit une première unité de longueur, notre mètre, la dixmillionième partie environ du quart d'un méridien terrestre; comment il a acquis, par cette connaissance, une unité plus grande qui lui servira pour des mesures autrement considérables.

Cette dernière unité — distance de la Terre au Soleil, — employée couramment en Astronomie, non seulement nous a fourni la grandeur du système solaire dont nous faisons partie, mais elle nous a permis de concevoir, sinon d'imaginer, l'emplacement que ce système occupe au sein d'un Univers dont les dimensions surpassent tout ce que nos ancêtres auraient pu rêver. Et maintenant, lorsque l'Astronomie moderne nous déclare simplement que la lumière marchant à la vitesse de 3ooooo kilomètres à la seconde emploie 8 heures 18 minutes pour traverser l'empire du Soleil limité à l'orbite de Neptune, la dernière planète connue, comprenez-vous ce que semblable résultat représente de progrès dans l'industrie, dans le perfectionnement des appareils et des méthodes; de découvertes, de calculs, de veilles,

NOTRE AMAS STELI.AIRE

do travaux et d'ingéniosité? Comprenezvous aussi que l'Astronomie, pour se développer, a besoin du concours de toutes les sciences ; que, sous peine de voir son travail

Le Rév. Bradley, astronome anglais (i 6g2-iyÔ2).

stérile, l'astronome digne de ce nom doit se tenir au courant des plus récentes acquisitions dans les domaines les plus divers : Mathématiques, Mécanique, Physique, Chimie, Géographie, Géodésie, etc., et que les différentes branches explorées par l'esprit humain sont à peine suffisantes pour lui aider à résoudre une partie du problème qui nous occupe : Où sommes-nous ? Où est la Terre? Où se trouve le Système solaire dans l'ensemble des mondes que la Toute-Puissance du Créateur a semés dans l'immensité pour réaliser notre Univers?

La question de l'emplacement du système solaire dans l'espace ne saurait être abordée si nous ne pouvons déterminer la distance des étoiles.

Fidèles à la méthode que nous avons si longuement exposée, les astronomes ont essayé tout d'abord de chercher à déterminer la longueur d'un triangle qui aurait pour base le rayon terrestre et pour sommet opposé l'étoile la plus voisine. Ils se sont vite aperçus que la tâche était impossible : dans le cas de la distance des étoiles, le procédé ne réussit plus.

La Géométrie et la Trigonométrie seraient-elles différentes dans l'un et

l'autre cas? Pas du tout; il ne faut nous en prendre qu'à l'impuissance de nos instruments.

On se rappelle que la valeur exacte de la distance du Soleil à la Terre dépend simplement de l'appréciation, dans notre triangle — dont les côtés partent des extrémités de la base pour aboutir au Soleil, — de l'angle au sommet.

Or, vous savez qu'un angle de un degré est contenu go fois dans un angle droit, que le degré se divise en 60 parties dont chacune est une angle de une minute, que la minute elle-même est encore partagée en 60 secondes. Eh bienl pour un observateur placé sur le Soleil, l'angle qui embrasserait un rayon de la Terre, vu de là-bas, n'aurait même pas la valeur de un degré, pas même celle de une minute,

Elcih

Te.

Pour mesurer la distance des étoiles, les astronomes construisent un immense triangle dont la base est le diamètre de l'orbite terrestre.

mais équivaudrait à 9 secondes à peine! Ces chiffres, avouez-le, ne vous disent presque rien, parce que vous n'êtes pas habitués à mesurer des angles. ;Je vais donc avoir encore recours à une comparaison.

OU SOMMES-NOUS

Imaginez que nous sommes à la surface du Soleil et que nous contemplons la Terre : son diamètre, vu du Soleil, sera le double de 9 secondes, chiffre donné par le rayon terrestre : notre globe sera si petit qu'il ne nous paraîtra pas plus large qu'un cheveu placé à la distance de 2m,3o environ de notre oeil. Il est déjà inouï que notre science actuelle nous ait fourni le moyen d'évaluer un angle aussi faible.

Or, l'étoile la plus proche étant près de 280000 fois plus loin que le Soleil, on peut en déduire que la grosseur de la Terre, aperçue d'un point aussi éloigné, serait égale à l'épaisseur d'un cheveu vu à plus de 5 millions de kilomètres.

Vous pensez bien qu'un tel objet serait invisible à l'oeil nu, invisible même dans les plus gros instruments que nous possédons. Notre Soleil lui-même, pour monstrueux qu'il soit, nous apparaîtrait comme un faible point lumineux; vu de la plus proche étoile, il serait comparable à une étoile de septième grandeur.

En face de ces constatations décevantes,

Un amas d'étoiles à faible densilé stellaire {Messier 11).

les astronomes ne furent pas découragés, et nous allons voir comment ils ont su tourner la difficulté.

En somme, cette difficulté ne tient qu'à une seule circonstance : l'étroitesse de la

base du triangle pour la grande distance à mesurer, et nous la ferions disparaître s'il nous était permis de transporter nos instruments en dehors de la Terre.

C'est la réflexion qui vint à l'esprit de

Le même amas [Messier 1 3) photographié avec un instrument plus puissant.

Bradley au commencement du xvme siècle ; en creusant le problème, il découvrit que la Nature s'était elle-même chargée du soin de véhiculer nos observatoires dans l'espace et à peu de frais!

Dans quelles conditions? C'est ce que nous allons voir.

Considérons l'orbite quasi circulaire décrite par la Terre autour du Soleil en une année, et supposons notre globe à la position du ier janvier; six mois après, le ier juillet, la Terre aura parcouru la moitié de son tour, donc elle sera juste en face de la position qu'elle occupait six mois auparavant. La valeur de ce déplacement calculée en ligne droite est le double de sa distance au Soleil, c'est-à-dire deux fois 149495000 kilomètres, ou 298990000 kilomètres. Voilà, ce me semble, une jolie base d'opérations et commode au surplus, puisqu'elle est toute mesurée.

Cette longueur va désormais nous servir pour installer des triangles dont les sommets respectifs seront les étoiles; et il est de toute évidence que nos mesures seront d'autant plus précises que nous

NOTRE AMAS STELLAIRE

aurons déterminé cette base avec plus d'exactitude.

Vous saisissez maintenant les raisons qu'avaient les astronomes de connaître la vraie valeur de la distance du Soleil; cette évaluation a de tout temps été considérée à bon droit comme le « problème capital de toute l'Astronomie moderne ».

En possession de cette unité astronomique, nous sommes prêts à calculer l'angle au sommet des triangles qui aboutissent aux étoiles.

Est-ce à dire que le problème soit facile? Loin de là, et nos instruments sont à peine suffisants pour déterminer des angles aussi faibles.

Si, des deux extrémités du diamètre de l'orbite terrestre, nous traçons deux droites se rejoignant sur Alpha du Centaure, l'étoile la plus proche, nos deux droites sont presque parallèles, tellement le triangle est allongé : elles ne forment entre elles qu'un angle inférieur à 2 secondes. De là-bas, si un être intelligent pouvait apercevoir la Terre évoluant autour du Soleil, ce déplacement serait tout à fait insigifiant. Imaginez que vous puissiez voir un microbe, placé à 100 mètres de votre œil, tourner en rond dans un cercle de un millimètre de diamètre, tel vous apparaîtrait le déplacement de la Terre, si vous étiez transporté sur l'étoile la plus voisine.

Ce déplacement pour Alpha du Centaure équivaut exactement à i seconde 1/2; un simple calcul de trigonométrie nous indique que cette étoile est 280 000 fois plus éloignée de nous que notre Soleil. Entre cette étoile lointaine et la Terre, il y aurait place pour 4667 systèmes solaires limités à l'orbite de Neptune. Dans le triangle qui nous a servi, la base est 140000 fois plus petite que la hauteur. Un boulet de canon lancé à la vitesse de 1 000 mètres à la

OU SOMMES-NOUS

seconde mettrait 1 303272 ans 164 jours pour arriver jusqu'à Alpha du Centaure.

Une telle supposition est tout imaginaire : animé d'une pareille lenteur, notre boulet reviendrait infailliblement vers nous. Pour quitter définitivement notre globe, un obus devrait avoir une vitesse initiale supérieure à 1 1 kilomètres à la seconde. Supposons qu'il la conserve durant tout le trajet, eh bien! même avec cette rapi-

Un amas d'étoiles (Messier 11) dans la voie lactée.

dite effrayante, il ne toucherait le but qu'après io86o5 années de voyage!

La lumière elle-même, qui marche à la vitesse de 3ooooo kilomètres à la seconde — 75ooo lieues, — ne nous arrive de si loin qu'après un immense parcours de de 4 années et 4 mois.

Tous ces nombres sont effrayants. En face de ces insondables abîmes, nous nous demandons si nous ne sommes pas le jouet d'un rêve.

Microbe pensant, isolé sur un grain de poussière, qui danse et tournoie dans les rayons du Soleil, l'homme cependant est parvenu, grâce à la pensée, ce souffle divin qui l'anime, à supputer des distances en

OU SOMMES-NOUS

apparence incalculables; puis, arrivé à la solution de cette énigme devant les

L'n amas d'étoiles dans la constellation du Centaure

chiffres que lui donnent ses calculs, il hésite. — Est-ce possible? Alors, que sommes-nous, au point de vue matériel, en face de ces grandeurs ?

Devant cette troublante constatation qui nous fait toucher du doigt la petitesse du monde où nous sommes descendus, il faut qu'un homme ait perdu la raison s'il ne comprend pas la divine majesté de Celui qui est et par qui tout a été créé.

Et, en fait, depuis bien des années que je fréquente le monde des sciences, je n'ai pas connu d'athées parmi les grands astronomes. La contemplation du ciel où ils vivent chaque soir par la pensée leur a enseigné le sens des paroles du Prophète : Benedicite stellœ cceli Domino. Étoiles du ciel, bénissez le Seigneur.

On croyait encore il y a un demi-siècle les étoiles brillantes plus rapprochées que les astres de sixième ou septième grandeur. Les mesures récentes n'ont pas complètement ratifié ces vues.

Nous connaissons d'une façon approximative la distance de quelques étoiles (les

plus proches) : toutes les grandeurs y sont réunies. Ainsi, l'étoile la plus voisine du système solaire, après Alpha du Centaure, est, nous l'avons déjà dit, celle qui porte le numéro 2 1 i85 dans le catalogue de Lalande; c'est une toute petite étoile entre la septième et la huitième grandeur; elle est située à plus de 64 trillions de kilomètres alors que Alpha du Centaure n'est qu'à 41 trillions; la lumière partie d'un soleil aussi éloigné met près de sept années pour arriver jusqu'à nous.

Par contre, Sirius, l'étoile la plus brillante du ciel, est moins rapprochée que ne le ferait supposer son incomparable éclat : neuf années de lumière environ nous en séparent.

Le petit tableau de ld page suivante vous indiquera les distances de quelque^ étoiles.

A la seule inspection de ce tableau, il est facile de voir que la grandeur n'est pas associée à l'éloignement.

Toutes ces étoiles, même la Polaire, qui gravite à 440 trillions de kilomètres et nous envoie sa lumière en plus de 46 années,

Un amas stellaire à forte densité (Messier 1 3).

sont des astres assez rapprochés. Ils font pour ainsi dire partie d'un amas stellaire

NOTRE AMAS STELLAIRE

semblable à ceux que nous avons déjà étudiés dans D'où venons-nous?

Cet amas, sur la constitution duquel nous n'avons que des données fort imprécises, comprendrait près de 600 étoiles distribuées indifféremment autour de notre Soleil.

Peut-être offrirait-il à un spectateur très éloigné l'aspect d'une nébuleuse résoluble allongée du côté des pôles célestes. Notre Soleil, plongé au sein de cet amas, n'en occuperait pas le centre, mais il serait situé plutôt vers l'un des bords. La vitesse dont sont animées ces 600 étoiles, y compris notre système solaire, change à chaque instant la forme de l'amas. Les étoiles composantes voyagent donc pour leur propre compte. Leurs^directions sont assez bien connues, nous les étudierons dans la quatrième partie de cet ouvrage : Où allons-nous ?

Qu'il nous suffise, en attendant, de savoir que rien jusqu'à présent ne distingue notre Soleil de ses compagnons célestes.

Petite étoile perdue dans cette masse énorme que la lumière met probablement beaucoup plus d'un siècle à traverser, l'astre qui nous éclaire nous représente seul au milieu de cette famille composant ce que nous pouvons appeler notre amas

slellaire. Mais cet amas lui-même, quelle place occupe-t-il dans le monde des étoiles? C'est ce qui nous reste à découvrir.

Equaiorial du Vatican pour la carte du ciel.

Aussi ardu que paraisse ce difficile problème, les astronomes n'ont pas craint, en effet, de l'aborder indirectement. Nous allons les suivre et assister avec eux à l'as-