I . PreuTOB des mouTements de la Terre

Nous avons décrit les phénomènes que nous avons attribués aux mouvements de la Terre. Prouvons que ce mouvement a réellement lieu, quoiqu'il semble d'abord que nous soyons placés sur un corps tout à fait immobile.

Remarquons que, si la Terre est sans mouvement, il faut attribuer au Soleil, pour chaque jour, une révolution de 92 million^ de myriamètres, ou environ 1100 myriamètres par seconde ; quelle prodigieuse vitesse serait alors celle de Jupiter, de Saturne, d'Uranus, de Neptune, et surtout celle des étoiles équatoriales , dont les plus rapprochées devraient parcourir 500 millions de myriamètres par seconde ! Et il faudrait que ces astres, si diversement éloignés de la Terre, eussent des vitesses respectives telles que, proportionnelles à leurs distances, elles s'accordassent à les présenter ensemble sous la même apparence que si la Terre tournait; il faudrait que celle-ci, qui n'est qu'un atome dans l'espace, fût capable d'exercer une action qui embrassât d'innombrables corps placés à des distances prodigieuses, et que cetle action, au lieu de s'affaiblir avec l'éloignement, s'accrût et se proportionnât de manière à produire un mouvement constant et uniforme. Cela n'est pas probable.

Le Soleil opère en apparence, indépendamment de sa ré-

. volution diurne autour d*e la Terre, une révolution annuelle

devant les douze signes du zodiaque; il semble, en outre,

s'élever et s'abaisser alternativement pendant six mois, selon

les saisons. Quelle complication inconcevable de mouvements ! N'est-il pas naturel d' attribuer ces apparences à la marche de la Terre ? Le phénomène, étrange en apparence, des stations et des rétrogradations des planètes, devient un fait facile à comcevoir avec la supposition du mouvement de la Terre et de ces corps autour du Soleil. Tout s'explique avec la plus grande simplicité dans la théorie de la translation et de la rotation de notre globe ; mais, si l'on se figure le Soleil et les planètes en mouvement autour de la Terre, on ne trouve plus aucun rapport commun entre leurs vitesses et leurs distances, et le système solaire n'est plus soumis aux grandes et simples lois de Kepler.

Voilà d'immenses probabilités du double mouvement de la Terre. Donnons-en maintenant des preuves directes et mathématiques.

l"" Des mesures prises avec la plus grande exactitude font voir que notre globe est aplati aux pôles et renflé à l'équateur : ce ne peut être que le résultat de la rotation.

2* Les oscillations d'un même pendule sont plus lentes sous l'équateur que dans les régions polaires, et la colonne de mercure dans le baromètre diminue progressivement de longueur si l'on se rend de l'équateur au pôle : ces deux expériences prouvent que les corps pèsent de plus en plus à mesure qu'on approche des pôles ; c'est l'effet nécessaire de la force centrifuge, qui, nulle aux pôles, se manifeste avec le plus d'intensité à l'équateur. Or, l'augmentation de la pesanteur des corps, lorsqu'on s'avance de l'équateur aux pôles, est bien plus considérable que celle qui aurait pour cause le simple changement de distance au centre de notre globe. La force cehtrifuge est telle que l'eau est retenue vers l'équateur et ne se précipite pas vers les pôles, qui sont cependant plus bas, c'est-à-dire j^us près ( de 4 myriamètres) du centre de la terre.

3"* Un pendule suspendu à la voûte d'un haut édifice, et oscillant entre deux points, ne rencontre plus ces deux poin^

après un certain temps, quoiqu*on soit certain que les oscillations n'ont pas changé de direction ; c'est parce que la Terre a tourné , pendant ce temps, sous le pendule, et s'est avancée de rO. à l'E. d'une certaine quantité : les deux points que touchait d'abord le pendule se sont déplacés.

k? Un boulet de canon lancé du N. au S. a toujours une déviation apparente vers les régions occidentales du globe» qui sont venues à lui pendant son trajet.

5^ Si deux voyageurs partent ensemble d'un même lieu, et y reviennent en même temps, après avoir fait le tour entier du globe, en se dirigeant toujours l'un à l'occident, l'autre à l'orient, le premier compte un jour de moins, et le second un jour déplus que les habitants restés au point de départ. Ce fait est dû à la rotation de la Terre, qui, par son mouvement de l'ouest à l'est, donne des heures d'avance aux points orientaux sur les points occidentaux.

6° Le phénomène de Vaberration nous montre les astres dans un lieu un peu différent de celui qu'ils occupent réellement. On voit, en effet, les étoiles dites fixes décrire, pendant que la Terre parcourt l'écliptique, des espaces qui, sans le mouvement de la Terre, seraient inexplicables : celles qui sont dans le plan de l'orbite terrestre décrivent des lignes droites; celles qui sont dans des plans perpendiculaires à cette orbite décrivent des cercles; enfin celles qui se trouvent dans des plans intermédiaires paraissent parcourir des ellipses plus ou moins allongées. Ce phénomène est dû à ce que la lumière parcourt l'espace en un certain temps (en 8 minutes 13 secondes le rayon de l'écliptique), et pendant qu'elle franchit cet espace, la Terre a déjà fait une partie de sa course. Voilà pourquoi le Soleil s'aperçoit à 20 secondes en avant de sa situation réelle.

On peut donc affirmer que la Terre se meut ; mais on conçoit combien facilement les hommes ont pu méconnaître cette vérité ; car, partageant à chaque instant avec tous les corps placés sur la Terre les mouvements qu'elle exécute, ils ne

sauraient reconnaître leur changement de lieu que par le changement qu'ils remarquent dans les corps célestes, auxquels ils doivent naturellement attribuer, un déplacement contraire à celui qu'ils éprouvent. Lorsqu'on est dans un bateau abandonné au cours d'une rivière, et que, détournant les yeux de ce bateau et de tout ce qu'il contient, on les fixe sur les objets du rivage, ces objets paraissent se mouvoir dans un sens opposé à celui où l'on va. Si l'illusion est facile dans un semblable mouvement, combien n'est-elle pas plus naturelle encore quand elle s'applique à la marche de la Terre, où nulle secousse, nulle sensation, ne peut avertir qu'on change de lieu ! Cependant l'imagination demeure vivement frappée de la rapidité du double mouvement de la Terre : par sa translation, la vitesse moyenne est d'environ 263000 myriamètres par jour, de 10900*myriamètres par heure ou d'un peu plus de 3 myriamètres par seconde ; par la rotation , un point de l'équateur parcourt 4000 myriamètres en 24 heures , ou presque 3 myriamètres par minute.

Au lieu de cette sublime simplicité de mouvements qui célèbre si hautement la sagesse du Créateur, la plus étrange complication régnait dans les systèmes astronomiques de l'antiquité et du moyen âge. La Terre était supposée immobile au centre de l'Univers ; chaque planète, la Lune , le Soleil, étaient attachés, dans ces systèmes, à autant de cieux particuliers, et faisaient leur révolution autour de la Terre dans l'espace de 24 heures, indépendamment des révolu^ tions périodiques qu'ils accomplissaient dans un temps plus long. La gloire de dévoiler l'ordre véritable de la nature était réservée à l'illustre Copernic, dans le xv!" siècle. En vain Tycho-Brahé, qui ne pouvait se résoudre à reconnaître le mouvement de la Terre, chercha à combiner la marche des planètes autour du Soleil avec un mouvement de celui-ci autour de notre globe; Galilée fit triompher, par d'invincibles arguments, les idées de l'astronome polonais; et

Kepler, Newton, achevèrent de mettre en évidence Tabsordité des anciennes hypothèses. On croit que Pythagore, Aristarque de Samos et d'autres philosophes grecs , peut-être aussi les prêtres égyptiens, avaient connu la stabilité du Soleil et la révolution de la Terre ; mais ce système, trop contraire aux apparences, tomba dans J'oubli, et des hommes de génie, tels qu'Âristote et Plolémée, enracinèrent profondément l'erreur en l'appuyant de leur opinion.

Prearei de la rondeur de la Terre ; horizon.

On éprouve, au premier abord, quelque répugnance à croire que la Terre est ronde, en voyant dans certaines parties les élévations, les profondeurs qui paraissent en faire une masse très-irrégulière, et ailleurs de vastes espaces qui semblent parfaitement plats. Mais remarquons que tons les astres du système solaire sont sphériques ; pourquoi la Terre seule serait-elle d'une forme différente? Observons ensuite que, lorsqu'elle est placée entre le Soleil et la Lune, et qu'elle éclipse celle-ci , l'ombre qu'elle projette sur le disque lunaire est arrondie, ce qui prouve qu'elle l'est elle-mdme.

En rase campagne , ou en pleine mer, lorsqu'aucune élévation ne s'offre devant nous, notre vue ne s'étend cependant pas sur la surface terrestre à une bien grande distance , mais elle est bornée par la circonférence du cercle qu'on appelle horizon. Au delà, nous n'apercevons plus rien sur la Terre, et nos rayons visuels se perdent dans les espaces célestes ; cette circonférence de l'horizon ne peut être produite que par la courbure d'un globe. Cette courbure est facile à apprécier lorsque, du rivage, on voit un navire dans le lointain : on ne distingue d'abord que les sommets des mftts, puis, à mesure qu'il approche, on aperçoit les parties les plus basses, et le corps du bâtiment se montre enfin le dernier. L'observateur placé dans un vaisseau voit de même se découvrir progressivement à ses regards la partie supérieure.

puis le milieu, puis la base d'une côte escarpée. La lumière d'un phare doit être fort élevée pour qu'on puisse l'apercevoir à une grande distance. Si ce phare était placé au niveau de la mer, une personne dont la vue serait à moins de 2 mètres au-dessus de la surface des eaux ne verrait pas ce phare à la distance d'un myriamètre.

Le diamètre de l'horizon est d'environ 13 kilomètres dans une plaine très-unie ou sur la mer, pour un spectateur dont la vue est à 3 mètres de hauteur. Ou conçoit que, sur une haute montagne, ce diamètre peut être fort étendu.

L'horizon dont la circonférence limite ainsi la vue de tout observateur, reçoit l'épithète de réely sensible ou visuel ; tandis qu'on appelle horizon rationnel ou mathèmcUiqueun grand cercle qui coupe la Terre et la voûte céleste en deux parties égales : l'une supérieure^ au plus haut point de laquelle est l'observateur; l'autre inférieure. On applique aussi le nom d'horizon rationnel à un cercle qui, parallèle à celui-ci, est tangent à la surface de la Terre et passe par le lieu même de l'observateur; il ne coupe pas la Terre comme l'autre, mais il partage comme lui le ciel en deux hémisphères égaux, parce que la Terre n'est qu'un point insensible et nul pour rétendue de la voûte céleste. L'horizon visuel sépare la partie visible du ciel de la partie invisible^ et l'on sent que la position du spectateur iftnd généralement l'une de ces parties un peu plus étendue que l'autre : s'il est élevé au-dessus des surfaces environnantes, alors l'horizon sensible s'étend audessous de l'horizon rationnel ; s'il est entouré d'objets plus élevés que lui, l'horizon sensible reste au-dessus de l'horizon rationnel. Le premier de ces cas est le plus ordinaire, et il produit le phénomène qu'on nomme dépression de Vhoriz&n ; cette dépression est d'environ 3 minutes pour une observation faite à une hauteur de 3 mètres, au milieu d'un espace parfaitement découvert.

La verticale est la ligne qui tombe perpendiculairement sur le plan de l'horizon, dans la direction que suit la pesanteur

dans ce lieu; on la trouve aisément au moyen du fil à plomb abandonné à lui-même. Tout plan mené par une verticale se nomme plan vertical. La ligne verticale prolongée rencontre le ciel en deux points : l'un au-dessus de notre tête, c'est le zénith ; l'autre du c&té opposé à nos pieds, c'est le nadir ; ces deux points forment les pôles de V horizon. Le cercle vertical^ ou simplement le vertical d'un astre, est le cercle qui, passant par l'astre, passe aussi par les pôles de l'horizon. On nomme en particulier premier vertical celui qui passe par les points est et ouest de Thorizon. Vazimut ^ d'un astre est l'arc de l'horizon compris entre un des points de ce cercle, pris pour origine, et son intersection avec le vertical de l'astre ; c'est le point nord ou le point sud de l'horizon qu'on choisit pour origine. La hauteur d'un astre est sa hauteur au-dessus de l'horizon, mesurée sur son vertical ; sa plus grande hauteur se nomme en particulier sa hauteur méridienne ou sa culmination.

On appelle almicantarats des cercles parallèles à l'horizon et qui coupent perpendiculairement les cercles verticaux ; ces cercles sont d'autant plus petits qu'ils sont plus éloignés de l'horizon. Leur usage est de déterminer la hauteur des astres.

A la preuve de la forme de la Terre par l'horizon, se joignent les preuves suivantes :

Entre la ligne fournie par un niveau artificiel et l'aspect qu'offre le niveau d'un lac gelé et parfaitement uni, on a observé une différence qui est d'environ 22 centimètres pour 2 kilomètres.

Quand on voyage du nord au sud ou du sud au nord, on remarque dans les étoiles un déplacement parfaitement proportionnel à la route qu'on fait sur la Terre. Si l'on s'avance vers le pôle arctique, on voit l'étoile Polaire, par exemple, s'élever de plus en plus au-dessus de l'horizon; si l'on

i. Du mot arabe samt ou semt^ aignifiant proprement sentier.

PREUVES DES MOUY. ET DE LA ROND. DE LA TERhE. 85

marche vers le sud, elle semble s'abaisser peu à peu, et l'on finit par la voir disparaître; on sait cependant que l'étoile n'a fait elle-même aucun mouvement appréciable ; la forme arrondie de la Terre a donc pu seule produire ce phénomène. Si la Terre offrait des surfaces plates, on marcherait longtemps sans que tel astre parût changer de situation ; puis, quand on passerait d'une face à l'autre, il s'abaisserait et disparaîtrait tout à coup ; une nouvelle et grande région du globe se montrerait immédiatement au voyageur ; le déplacement sidéral ne serait pas progressif et lent, comme on l'observe, mais subit et immense. Il n'y aurait pas non plus une progression successive du jour pour les divers pays : le Soleil, en paraissant sur l'horizon, éclairerait au même instant de la même manière toute une vaste surface. Cette progression se fait même sentir par la différence dont le Soleil éclaire le matin et le soir le sommet des montagnes ou des édifices et le bas des vallées : lorsqu'il se lève, il commence par dorer les sommités, et n'éclaire les lieux bas qu'un certain temps après ; de même, lorsqu'il se couche, les faites des édifices et le haut des monts sont les derniers à recevoir les rayons solaires.

Enfin, ce qui prouve encore la rondeur de la Terre, c'est que, vus d'un ballon élevé ou du sommet d'une haute montagne, tous les points de l'horizon semblent également abaissés et circulaires : la figure d'un corps qui, vu dans un sens quelconque, parait toujours circulaire, ne saurait être autre chose qu'une sphère.

Toutes ces preuves de la forme ronde de la Terre ont été corroborées par les voyages entrepris autour du monde dans différentes directions.

La rondeur de la Terre et celle que nous observons dans les astres sont un effet naturel de la pesanteur, ou, si l'on veut, de l'attraction. Ces corps ont dû s'arrondir dès l'instant de leur formation ; et la mer répandue sur notre globe participe entièrement à cette rondeur, parce que toutes ses mo-

86 COaMOGRAPHIE TERRESTRE.

lëcules tendent rers un centre commun autour duquel elles se disposent et s'arrangent pour trouver l'équilibre. Cette force de la pesanteur se manifeste sur tous les points de notre planète» comme nous l'avons vue se manifester dans l'ensemble du système solaire : partout les corps graves tendent vers le centre de la Terre ; partout on dit que ce qui tombe vers la Terre descend^ et qu'on monte en s'en éloignant. Le côté oti se trouvent nos pieds est ce que nous appelons le has^ et les peuples qui sont aux antipodes^ ayant les pieds opposés aux nôtres, considèrent comme basse la partie dirigée vers nous. Ceux qui seraient tentés de penser que les antipodes ont la tête en bas et les pieds en haut, détruiront leur erreur en réfléchissant k la loi de la pesanteur, qui retient de tous côtés et avec la même force vers la Terre tout ce qui la touche.

La Terre n'est cependant pas exactement ronde : elle a, comme toutes les planètes, la forme d'un sphéroïde^ aplati aux pôles et renflé à l'équateur ; cet aplatissement est produit, comme nous l'avons dit, par la force centrifuge due à la rotation ; il est d'environ ^ du diamètre de l'équateur, c'est-à-dire d'à peu près 4 myriamètres. Ce qui ne pourrait pas se représenter sur un globe artificiel ; car cela ferait à peine 1 millimètre sur un globe de 3 décimètres de hauteur. On peut concevoir la Terre comme formée d'une sphère recouverte d'une enveloppe annulaire dont l'épaisseur diminue de l'équateur aux pôles; cette enveloppe a reçu le nom detn^ nisque terrestre.

L'aplatissement des pôles a pu être déterminé par le concours de divers moyens : d'abord, on a calculé l'effet qu'a dû avoir la force centrifuge ; ensuite, on a observé les oscillations du pendule, qu'on a trouvées plus rapides dans les régions polaires qu'à l'équateur ; enfin, on a mesuré les degrés des méridiens, et l'on a découvert que les plus grands sont vers les pôles et les plus courts vers l'équateur, c'est-àdire que les astres semblent, au voyageur qui va au nord

ou au sud, se déplacer plus promptement vers Téquateur que dans les régions polaires, et le forcent ainsi à parcourir, dans celles-ci, un plus grand espace pour voir un point du ciel s'élever ou s'abaisser d'un degré.

On a pu calculer aussi l'aplatissement de la Terre par quelques irrégularités qu'il produit dans les mouvements de la Lune.

On a trouvé, par les observations du pendule, que le pôle sud est plus aplati que le pôle nord, d'environ 439 mètres. On a reconnu aussi que, sur d^autres points mêmes que les pôles, la surface du globe n'est pas toujours également éloignée du centre, à des distances égales de l'équateur et^ des niveaux en apparence semblables; le niveau des eaux du milieu de l'Océan est réellement surbaissé^ et se rapproche plus du centre du globe ; il est surélevé dans le voisinage des grandes terres.

Les montagnes et les vallées dont la surface de la Terre est parsemée, et qui paraissent lui donner une figure irrégulière, ne sont rien sur le globe en réalité : on peut à peine les comparer à ces rugosités qui couvrent la peau de certains fruits et qui n'en altèrent nullement la forme. Les plus grandes élévations n'atteignent pas 1 myriamètre au^essus du niveau de la mer : c'est une quantité insensible sur une épaisseur de près de 1300 myriamètres qu'offre la Terre.

III. MOYENS DE DÉTERHINER LES DIMENSIONS DE LA TERRE ET LA SITUATION DES LIEUX.

1. DIMENSIONS DE LA TERRE. — 2. MESURES ET POIDS ÉTABUS SDH LES DIMENSIONS DE LA TERRE. — 3. ROSE DES VENTS; MERIDIENNE. — 4. LA- TITUDE, LONGITUDE. — 5. DÉTERMINATION DES POSITIONS TERRESTRES PAR l'observation DES ASTRES. — 6. CORRECTIONS A FAIRE DANS l'oB- SERVATION DES ASTRES. — 7. LATITUDE ET LONGITUDE CÉLESTES. DÉ- CLINAISON ET ASCENSION DROITE.