L AGE DES ETOILES
y a tendance actuelle de tous les systèmes L cosmogoniques est de considérer les nébuleuses déjà étudiées dans D'où venonsnous? comme le premier stade de la condensation de la matière. De ces agglomérations, informes au début, naîtront des soleils souvent accompagnés de corps plus
petits.
Mais lorsque l'étoile sera formée, lorsque, sphère gazeuse incandescente, elle aura rayonné une partie de sa chaleur dans l'espace environnant, qu'adviendra-t-il de sa constitution?
Chaque étoile a eu un commencement; elle atteindra son entier développement dans le cours du temps; elle aura une fin. Cette étoile a donc un âge : seul Celui qui est éternellement n'a pas d'âge, car il échappe au cycle des phénomènes justiciables du temps.
Pouvons-nous alors déterminer l'âge des étoiles? Il ne s'agit pas ici de l'âge absolu, ce calcul échapperait à nos moyens d'action; la question, pour être plus simple en apparence, nous offrira encore bien des difficultés. On peut la poser ainsi : Quelles sont les phases d'évolution des étoiles? A quelles apparences certaines reconnaîtrons-nous que tel soleil en est à sa première jeunesse alors que tel autre, déjà mûr, se hâte vers la mort?
Supposons qu'une personne parcourant
une demeure abandonnée rencontre une horloge en mouvement. Si le visiteur n'a jamais vu semblable appareil, s'il n'est pas familiarisé avec les principes de la mécanique, il peut s'imaginer que cette machine contient en elle-même, de quoi la faire marcher indéfiniment, jusqu'à usure complète des rouages.
Mais si la personne en question a déjà vu «des mécaniques », elle saura très bien que le mouvement continu d'un balancier ne se fait pas sans une dépense de force.
L'horloge puise donc l'énergie quelque part, et mêmesi les flèches étaient absentes, il serait facile, en examinant les autres pièces, de se convaincre que leur mouvement et l'entretien de ce mouvement sont dus à un poids qui tombe constamment.
Supposons maintenant que notre visiteur n'ait pas le temps de constater cette chute du poids moteur; il n'en sera pas moins convaincu de son existence, et il conclura à coup sûr qu'à un moment donné, si une force étrangère à la pendule ne vient pas remonter le poids, l'horloge cessera de marcher.
Depuis combien de temps marche-t-elle?
Ici notre problème se complique. Mais si notre observateur a des loisirs, il parviendra à la solution en étudiant la marche du mécanisme.
D'abord il découvrira que le poids ne
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saurait dépasser en hauteur une certaine limite. La corde qui le soutient a une longueur mesurable : quand le poids aura déroulé toute cette corde, il ne pourra tomber plus bas et l'horloge s'arrêtera.
Mais, inversement, une personne qui surviendrait à ce moment-là et qui remonterait la masse mobile serait bientôt arrêtée après avoir enroulé toute la corde autour du treuil communiquant le mouvement aux rouages.
Donc, on peut affirmer qu'une horloge en mouvement, quel que soit le moment choisi, marche depuis un temps déterminé: le commencement de cette marche peut aussi être fixé en considérant de combien
A un moment donné cependant, une sorte de balance s'établira : actif et passif s'équilibreront tout comme dans un organisme vivant.
Toutefois, cette phase ne saurait durer indéfiniment : un beau jour, lorsque la contraction se fera plus lente, la chaleur perdue l'emportera et l'étoile s'affaiblira peu à peu.
Vous voyez bien que notre étoile est en tout point comparable à l'horloge en mouvement.
Notre première question : depuis combien de temps est-elle en marche? semble maintenant bien simplifiée.
Nous pouvons par la pensée remonter
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Dans les étoiles très chaudes et du premier type, les raies spectrales de l'hydrogène apparaissent larges et accentuées.
lepoidsestdescendudansl'intervalled'jne minute, par exemple.
Enfin, si une personne était placée devant des horloges identiques, elle pourrait, par le seul examen de la position des poids, dire à coup sûr celle qui marche depuis plus longtemps et celles qui s'arrêteront les premières.
Eh bien! nous pouvons considérer l'univers stellaire comme un ensemble d'horloges en mouvement.
Tous les jours les étoiles perdent de leur chaleur; il est vrai qu'elles en gagnent aussi par la condensation, par la contraction sur elles-mêmes.
Tant que la chaleur gagnée par cette contraction sera plus forte que la chaleur rayonnée dans l'espace, la chaleur totale de l'étoile augmentera.
en arrière. Primitivement, l'étoile était nébuleuse, perdue dans une immense atmosphère.
Avant cette phase, la condensation était encore moins avancée ; pour revenir à notre comparaison de l'horloge, le poids était moins bas hier qu'aujourd'hui, plus près de sa plus grande hauteur autrefois qu'actuellement.
Donc, à un moment donné, notre nébuleuse a commencé, de même que dans l'horloge le poids a commencé de tomber.
Non seulement, comme on l'a dit souvent, la montre prouve l'horloger, mais, toute idée de création et de fabrication mise à part, une pendule qui marche prouve que quelqu un est passé par là à un certain moment et lui a donné l'in>
l'âge des étoiles
pulsion première, en d'autres termes, quelqu'un a remonté l'horloge.
L'Astronomie est en mesure aujourd'hui de nous dire quelles sont dans le ciel les horloges qui fonctionnent depuis plus
astres encore entourés, de brumes épaisses comme une chrysalide en son enveloppe; là-bas des nébuleuses phosphorescentes s'illuminant sous l'impulsion des premiers souilles de la vie et du mouvement; en
Le second type stellaire comprend les raies spectrales son
longtemps, la course exacte que leur poids a parcourue et le moment où elles devront s'arrêter.
Or, remarquez bien que tous les problèmes seraient insolubles si nos horloges fonctionnaient depuis un temps infini :
dans ces conditions, elles en seraient toutes au même point. Et c'est précisément le contraire que nous constatons.
Les étoiles — ces horloges célestes —
des étoiles du genre de notre Soleil, l fines et très multipliées.
maint endroit, enfin, c'est la poussière cosmique répandue à profusion, chaos indescriptible où s'enfantent les mondes.
Je n'ignore pas que, pour se passer de Celui qui a créé cette matière et lui a donné le mouvement, on a imaginé un cycle de transformations qui recommenceraient dans le même ordre indéfiniment. Il faut laisser à de « pauvres vulgarisateurs » la responsabilité de ces hypothèses futiles.
Comparaison entre le spectre du Soleil et celui d'une étoile du troisième tvpe. Ces dernières présentent des raies métalliques nombreuses.
sont toutes plus ou moins avancées : là sont des soleils encroûtés et éteints; plus loin, des soleils que les glaces de l'âge commencent à envahir; ici, des étoiles étincelantes en plein développement; ailleurs, de faibles
Ni la Physique ni la Mécanique ne sauraient s'en accommoder.
Admettre qu'après être descendu un certain temps et avoir entretenu ainsi la marche d'une horloge, un poids puisse de
OU SOMMES-NOUS.''
lui-même se remonter vous paraît absurde; une telle proposition ne se discute même pas; et l'on voudrait qu'après avoir dissipé touteleurénergie,lesétoiles puissent, comme l'ancien Phénix, renaître de leurs cendres, se rallumer et donner naissance à des nébuleuses qui se transformeraient en étoiles, et ainsi de suite! Voilà, j'imagine, de la haute fantaisie, et la science ne se paye pas de pareille monnaie.
Si ces théories inventées pour les besoins de la cause vous agréent et vous suffisent, soit; mais ne venez pas me dire que la Science sait se passer d'une Cause première et que, sans elle, vous pouvez tout expliquer.
On nous reproche souvent d'adhérer à des mystères, eton veut répudier ceux-ci au nom de la Raison. Mais il ne faut pas confondre mystère avec absurdité, et ce que l'on voudrait nous faire admettre en est une. Tout récemment, d'ailleurs, la mode a changé
Le R. P. Secchi,
célèbre astronome italien,
créateur de la Physique solaire.
— elle change si souvent ! — et on s'est mis à l'abri de retranchements nouveaux.
« Jamais, dit certaine école, nous ne parviendrons à découvrir les causes premières, elles sont trop loin de nous, et nous ne saurions avoir la prétention de les aborder. »
C'est la doctrine de Y Inconnaissable, et c'est un pur sophisme.
Si d'avance vous imposez des limites à la science, le jour où je viendrai vous dire que nous avons précisément franchi ces frontières, vous pourrez m'accueillir par une fin de nonrecevoir; car, selon vous, je n'aurai jamais le droit daller si loin.
La Science fournit à chaque instant la justification de principes opposés à la théorie de Y Inconnaissable.
Pendant que les Santos-Dumont, lesi Wright, les Farman, les Delagrange et tant d'autres construisaient et essayaient leurs aéroplanes, savez-vous comment certains
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Classification des étoiles en trois types d'après levr aspect vu au spectroscope. Etoiles blanches comme Sirius. — Etoiles jaunes comme notre Soleil. — Etoiles rouges comme Antarès.
l'âge des étoiles
théoriciens utilisaient leurs loisirs? Ils composaient pour l'Académie des Sciences des notes où, en un langage hérissé de termes techniques et de formules savantes, ils s'escrimaient à démontrer que jamais l'homme ne parviendrait à voler. Les plus timides hasardaient quelques objections, faisant observer respectueusement que les formules pouvaient pécher par quelque endroit, montrant que leur application même ne tendait à rien moins qu'à prouver l'impossibilité du vol des oiseaux. De part et d'autre, on se garda de les écouter... : la même année, en dépit des théories, l'homme planait dans les airs.
Le grand public, crédule, devrait savoir une fois pour toutes que la Science n'est pas responsable des erreurs des savants; ces derniers n'ont pas le droit d'imposer une limite définie à nos connaissances, pas plus d'ailleurs que les philosophes.
Nous en voyons encore la preuve dans le sujet qui nous occupe.
Il y a un peu plus d'un siècle, personne n'eût osé poser la question de l'analyse des corps brûlant dans les étoiles; actuellement, cependant, physiciens, chimistes et astronomes travaillent sans répit à augmenter nos connaissances sur l'univers stellaire : et ce résultat, nous le devons à l'analyse spectrale.
Les étoiles nous montrent, en effet, une très grande différence, aussi bien dans leur spectre que dans leur couleur.
Un astre arrive-t-il à son entier développement, il émet des rayons voisins du violet. Depuis que nous avons constaté un fait analogue pour une barre de métal chauffée à blanc et mieux encore pour la lampe à arc, ceci n'offre rien d'extraordinaire.
OU SOMMES-NOUS
La lumière stellaire, dans ce cas, nous paraît donc blanc-bleuâtre. Le ciel nous en offre de très nombreux exemples. Ce sont souvent de belles étoiles comme Sirius du Grand Chien, Véga de la Lyre, Altaïr ou Procyon.
Au spectroscope, les raies de l'hydrogène
Spectroscope de l'Observatoire Kenwood.
C'est à l'aide de prismes combinés avec l'oculaire de leurs lunettes que les astronomes analysent les substances brûlant dans les étoiles.
y apparaissent larges et accentuées, preuve que ces astres sont entourés d'une puissante atmosphère.
Dans ces épouvantables fournaises, non seulement les métaux sont volatilisés, mais la dissociation chimique est l'état permanent, et nos éléments actuels, ceux même que nous considérons comme simples, y sont réduits en éléments moins avancés, parfois inconnus de notre chimie terrestre.
OU SOMMES-NOUS."'
Combien de temps doit durer cette période d'exaltation? Nul ne saurait le dire. Des centaines de millions d'années, pour les unes, des dizaines ou des unités de millions pour les autres.
Dans le monde des étoiles, en effet, la lutte pour la vie est tout à fait simplifiée; elle dépend de la résistance au froid de l'espace et cette résistance elle-même est nécessairement liée au volume.
N'avons-nous pas vu le même fait se produire pour Jupiter, le premier-né de la famille solaire? Sa surface est encore chaude, alors que notre satellite, mis au monde après lui, a précipité son évolution et roule depuis longtemps dans l'espace un cadavre refroidi.
Ainsi lentement le temps faitson oeuvre, le froid envahit tout ; pour résister davantage, les gros soleils auront le même sort que leurs frères plus petits.
La condensation s'opère peu à peu, l'atmosphère s'épaissità mesurequedimi-
nue sa hauteur; les raies de l'hydrogène s'affaiblissent, de nouvelles combinaisons chimiques deviennent possibles. Au sein de températures plus voisines que celles que nous obtenons , naissent des composés métalliques identiques à ceux qui nous sont familiers. En même temps, la couleur générale de l'étoile descend la gamme du spectre; la phase jaune commence.
Notre Soleil est presque parvenu à cet état; il n'a plus l'éclat de la jeunesse, et son rayonnement est celui qui précède la maturité de l'âge.
Dans son spectre, nous retrouvons un grand nombre d'éléments terrestres; au milieu de son atmosphère hydrogénée,
Sir William Ramsa\
célèbre par
sur l'évolution
nous apercevons des lignes fines dues à la présence du calcium, du fer, du nickel, du titane, du cuivre, etc.
Certains métaux n'existent pas encore dans cet effroyable creuset : ni bismuth, ni antimoine, ni mercure. L'oxygène même y est probablement contenu dans un état '. différent de celui qu'il adopte sur la Terre.
L'illumination électrique joue là-bas un ! rôle incontestable et l'atmosphère du Soleil, qui atteint parfois 7000 ou 8000 degrés peut-être, nous offre l'image d'un orage perpétuel. Pollux des Gémeaux, Capella, Aldebai'an, l'œil du Taureau, Arcturus du Bouvier, paraissent, eux aussi, présenter des phénomènes identiques.
N'est-il pas merveilleux de voir avec I quelle facilité, grâce au spectroscope, Tas- ; tronome moderne i analyse la constitu-J tion d'astres aussW éloignés qu'Arcturus dont nous ignorons la véritable distance !
Des instruments, comme le radiomètre du professeur Nichols, permettent de se renseigner, malgré le formidable éloignement, sur la lumière éblouissante que ces astres nous envoient. Après avoir traversé un nombre effrayant de milliards de kilomètres, le rayonnement d'Arcturus équivaut néanmoins à celui d'une bougie placée à 9600 mètres !
Pendant des milliers d'années encore, notre Soleil brillera ainsi, réchauffant les terres soumises à son attraction, mais peu à peu il avance vendes phases nouvelles, symptômes d'une proche décadence.
A mesure, en effet, qu'un astre se refroidit, son spectre passe du jaune à l'orangé, puis au rouge. Sa température rentre dans la gamme connue; elle s'approche de
-, physicien anglais, ses travaux de la matière.
l'âge des et
celles que nous fournit l'arc électrique.
Pendant que les raies des métaux se développent à profusion, celles de I'hydros'atténuent et disparaissent.
Bélelgeuse, Alpha d'Hercule, le rouge Antarcs du Scorpion, présentent ces aspects caractéristiques d'une décadence plus ou moins avancée : ce sont des soleils au déclin de leur vie astrale.
Telles sont, résumées très sommairement, les grandes lignes qui marquent les phases de l'évolution stellaire. En réalité, ces trois étapes indiquées par le P. Secchi au début de la spectroscopie sont beaucoup plus complexes.
Avec une persévérance digne des plus grands éloges, les astronomes poursuivent chaque jour leurs analyses. Partout, le ciel nous présente des exemples nombreux de phases intermédiaires.
Dans un ouvrage qui est le résumé de plus de trente années d'études, S.r Norman Lockyera présenté récemment l'ensemble de ses vues synthétiques sur la chimie du ciel. Grâce à des travaux de ce genre, on peut dire que les espaces célestes nous livrent tous les jours leurs secrets; ils éclairent d'une lumière nouvelle le problème si complexe de la matière et de ses transformations.
Sans l'Astronomie, nous en serions encore à la conception des successeurs de Lavoisier, admettant une centaine de corps simples ou d'éléments différents.
La science moderne tend de plus en plus à démontrer l'unité de la matière, et ses hypothèses grandioses sur ce sujet sont trop près d'être un dogme scientifique pour que nous les passions sous silence.
Sir Norman Lockyer,
directeur de l'Observatoire deSouth Kensinglun à Londres.
J'ai écrit dans D'où venons-nous ? à propos de Lavoisier une phrase qui demande explication. En parlant du créateur de la chimie moderne, j'ai ditque, par ses découvertes, ce savant avait lancé cette science dans une voie rétrograde. C'est qu'en réalité la pensée du célèbre novateur a été quelque peu déformée par ceux qui lui ont succédé.
Lorsque Lavoisier, par ses analyses, démontra l'existence des corps simples, il avait ajouté que ces substances n'étaient pas nécessairement indécomposables, et c'est ce que vérifia l'expérience.
Autrefois, la chaux passaitpourun corps simple, nous savons aujourd'hui qu'elle est formée decalcium et d'oxygène. Cette décomposition d'un corps réputé simple ne s'est pas bornée à cet unique élément : la soude, la potasse, etc., sont logées à la même enseigne.
Alors, qui nous assure que la liste des corps inscrits comme simples aux cata.
logues des chimistes ne pourra pas se simplifier dans l'avenir et nous amener à une réduction totale de la matière en une seule substance? Et c'est cet élément unique qui aurait donné naissance, par voie de transformations successives, à tous les corps connus.
L'idée était grandiose, mais l'accepter, c'était donner raison, jusqu'à un certain point, aux vieux alchimistes du moyen âge, qui prétendaient transmuter la matière et recherchaient la Pierre philosophale.
C'était donner une réelle valeur à des songes creux de métaphysiciens, revenir en arrière, et la grande loi du progrès s'y opposait.
OU SOMMES-NOUS
Pour saugrenue qu'elle parût, l'idée n'en fit pas moins son chemin. L'histoire de 3a science est remplie de ces retours imprévus : c'est ainsi qu'au xixe siècle, dans le concert presque unanime des chimistes, partisans résolus de la multiplicité réelle des substances et de leur indestructibilité, on entendit bientôt s'élever plus d'une voix discordante.
A ceux qui prétendaient qu'il était impossible de faire dériver d'un même élément des corps aussi disparates que l'oxygène et le fer, on fit remarquer les variétés offertes par une même substance.
Lorsque vous vous présentez avec vos rivières et vos diadèmes de brillants, étincelante, sous les lustres de vos salons, savez-vous, Madame, que cette substance ornant vos cheveux, vos épaules et vos oreilles, et qui a nom dia?nant, n'est autre chose que du vulgaire charbon, du carbone? Cet homme noir qui, tous les jours, livre à votre cuisinière de quoi alimenter ses fourneaux, ce brave charbonnier enduit d'un vernis sombre, porte sur lui une substance qui, chimiquement, ne diffère pas de cette pierre précieuse à laquelle nos conventions modernes accordent tant de prix. Charbon, diamant, graphite, noir de fumée, ne sont que des variétés physiques d'un même corps, le carbone.
La façon seule dont les mêmes mo'écules sont agglomérées constitue toute la ifférence.
Les chimistes n'ignoraient pas ces faits. Peu à peu aussi, bon gré, mal gré, ils avaient été amenés à classer Us corps simples en familles dont les éléments témoignaient d'une parenté profonde très certainement, d'une communauté d'origine... peut-être.
D'ailleurs les poids des atomes de chaque substance semblaient avoir une commune mesure avec certains corps; on les rapporta donc à celui de l'hydrogène pris comme unité; plus tard, leur relation avec l'oxygène fut adoptée. Finalement, on ramena tous les corps à des combinaisons multiples dequatre éléments : l'hydrogène, l'hélium, et deux autres substances non encore isolées.
Et c'est bien là le plus piquant de l'affaire : on ressuscite au xxe siècle la vieille doctrine des quatre éléments du moyen âge, sous une forme plus moderne, je dois l'avouer!
Enfin la liste des corps qui, réputés simples, se sont trouvés décomposés dans nos laboratoires, s'allonge tous les jours.
Au temps de Lavoisier, un chimiste à courte vue aurait dû regarder comme absolument simple l'acide borique, la silice et les alcalis.
De même, beaucoup plus tard, Péligot démontrait la constitution complexe de VUrane. Auer von Welsbach, dès 1880, dédoublait le prétendu Didyme, tandis que ces années dernières (1908), M. Urbain parvenait à séparer les constituants de YYtterbium; et les travaux continuent!
Alors, qui pourrait nous prouver que d'autres corps, le cuivre et le plomb, par exemple, ne seraient pas décomposables à leur tour?
Si nous disposions de températures aussi élevées que celles de certaines étoiles, nous parviendrions, et nous avons de bonnes raisons de le croire, à décomposer un grand nombre de nos éléments chimiques actuels.
Ces vues toutes théoriques d'abord ne tardèrent pas à être confirmées par les expériences troublantes de Sir William Ramsay.
Dès 1869, l'analyse spectrale avait décelé la présence dans l'atmosphère du Soleil d'un corps auquel on donna pour cette raison le nom <X hélium (de hélios, soleil). Ce même corps retrouvé dans les nébuleuses resta inconnu de la chimie terrestre jusqu'en 1895, époque à laquelle Sir William Ramsay parvint à l'extraire de terres rares qu'une expédition polaire avait recueillies. Or, si on abandonne des sels de radium dissous dans l'eau, on constate qu'il s'échappe de la solution un nouveau gaz appelé par les physiciens « émanation ». Mais, et c'est là, où le phénomène devient d'un intérêt capital, cette même émanation se transforme au bout de quelques jours en autre chose. Elle devient précisément de l'hélium.
l'âge des étoiles
Pour la première fois, la matière était prise en flagrant délit de transformation, de « transmutation », auraient dit triomphalement les vieux alchimistes.
Le fait, d'ailleurs, ne tarda pas à être continué par MM. Giesel et Djbicrne pour l'émanation d'une autre substance radioactive, celle de Vactinium.
Et voilà que maintenant Sir William Ramsay prétend que l'émanation du radium décomposerait les atomes du cuivre et les transmuterait en sodium et en lithium, deux corps de la même famille.
Les expériences se continuent ; si elles donnent ce qu'elles promettent nous pouvons espérer arriver un jour à la transformation de l'argent en or. La Pierre philosophale dont le xvme siècle s'est tant moqué ne serait donc pas un rêve!
Quoi qu'il en soit des conséquences pratiques de pareilles découvertes, les expériences de Ramsay ont une portée philosophique autrement considérable.
Elles tendent à prouver que tous les corps existants dérivent d'une matière unique; les multiples combinaisons auxquelles cette matière a donné lieu suffiraient pour expliquer tous nos corps simples en apparence.
Les astronomes en étaient moralement sûrs depuis longtemps. Tout système stellaire, avons-nous dit, débute par une nébuleuse; or, l'analyse spectrale ne décèle dans ces agglomérations gigantesques que la présence de rares éléments : hélium, hydrogène et deux ou trois corps inconnus dont le nébulium.
A mesure qu'avance la condensation, et que la nébuleuse se résout en étoiles, de nouvelles substances apparaissent.
D'où proviennent-elles?
Il est bien évident qu'elles se forment aux dépens des premières. Le spectroscope nous fait donc assister à une véritable
évolution de la matière inorganique. La gamme descendante dont nous avons rappelé les notes générales et qui jalonne les phases de déclin dans la vie d'une étoile serait donc précédée de degrés ascendants répondant à des types célestes biert définis.
D'après Sir Norman Lockyer, les étoiles Alpha d'Orion, Deneb, Rigel, Zèia du Taureau nous donneraient une idée de
Nébuleuse de la Baleine.
(Photo Laïs).
l'échelle que parcourt une étoile depuis son origine jusqu'à son adolescence.
N'avais-je pas raison de parler des révélations de la lumière? Et nous n'avons pas épuisé le sujet. Dans Où allons-nous? d'autres surprises nous attendent.
Lors de la découverte de Kirschoff, l'ensemble des raies spectrales posait aux physiciens un problème aussi difficile que la signification des hiéroglyphes. Maintenant, plus heureux que les archéologues, les astronomes ont sous les yeux, inscrite en traits de feu sur la voûte céleste, toute l'histoire de l'Univers.
Non seulement l'analyse spectrale éclaire le passé de notre planète, mais les décou-
OU SOMMES-NOUS r
vertes comme celles de Lockyer jettent un jour nouveau sur la question si complexe de l'évolution de la matière. Les raies du spectre elles-mêmes se modifient et lémoignent des circonstances qui les ont fait naître.
Toutes Jes sciences s'unissent donc dans une grandiose synthèse pour affir-
mer l'unité de la substance matérielle.
Les perfections de l'Auteur de la Nature manifestées dans la réalisation d'êtres intelligents éclatent avec non moins de magnificence dans la molécule inorganique obéissant aux lois qu'elle a reçues dès l'origine des temps.
Lunette photographique.
