MOUVEMENT DIURNE

deux positions de Tune d'elles, avant et après son passage au méridien, pour lesquelles l'étoile serait à des hauteurs égales au-dessus de l'horizon. Mais la mesure de ces hauteurs exige l'emploi d'instruments spéciaux.

. L'aiguille aimantée , librement suspendue sur un pivot et pouvant tourner dans un plan horizontal , donne encore un procédé fort usité chez les marins et les voyageurs pour s'O'^ rienter dans un lieu quelconque. Ce moyen est d'autant plus précieux qu'il n'est pas toujours possible d'observer le Soleii ou les étoiles, quand le ciel par exemple est brumeux ou couvert de nuages.

L'instrument qui sert à ce genre d'observation est la boussole de déclinaison, formée par une aiguille magnétique suspendue sur un pivot, et pouvant tourner librement dans un plan horizontal (fig. 4). La direction de l'aiguille aimantée n'est pas exactement celle du méridien ; mais l'angle qu'elle fait avec ce plan étant connu pour chaque lieu, il est facile d'en déduire la direction de la méridienne. A Paris, Tai-

Fig. 5. Boussole marine.

guille aimantée se tournant à peu près à 1 9 degrés à l'ouest^ faudra tourner la boussole de façon à ce que l'aiguille vienne

\k INTRODUCTION.

se placer dans cette position (à peu près dans la direction N.N.O.-S.S.E.). Alors la ligne marquée nord-sud sur le cercle divisé de rinstrument, donnera Torientation cherchée.

Gomme la déclinaison varie, non-seulement d'une année à la suivante pour un même Heu, mais encore d'un pays à l'autre, les marins ont besoin de cartes qui leur indiquent la valeur de cet élément pour toutes les mers qu*ils ont à parcourir. La figure 5 indique la forme qu'ils donnent à la boussole, quand elle doit servir simplement à indiquer l'angle que fait Taxe du navire avec la méridienne du lieu où il se trouve.

MOUVEMENTS PROPRES DO SOLEIL , DE LA LUNE ET DE QUELQUES ETOILES PARTICULIÈRES, EN SENS CONTRAIRE DO MOUVEMENT DIURNE. — ÉNUMÉ- RATION DES ASTRES QUI COMPOSENT LE SYSTÈME SOLAIRE. — PLANÈTES INTÉRIEURES ET EXTERIEURES ; LEURS SATELLITES. ~ GÉNÉRALITÉS SUR LES MOUVEMENTS DES PLANÈTES AUTOUR DO SOLEIL. — ZODIAQUE. — > MOUVEMENTS DE ROTATION. — LA TERRE EST UNE PLANÈTE QUI A, COMME LES AUTRES; DEUX MOUVEMENTS^ L'ON DE TRANSLATION, L'AUTRE DE ROTATION. — SENS COMMUN DES MOUVEMENTS DE ROTATION ET DE TRANSLATION DE TOUS {.ES ASTRES DU SYSTÈME SOLAIRE.

Le mouvement diurne, avons-nous dit, est un mouvement d'ensemble, uniforme, auquel participe l'immense majorité des étoiles visibles, tant de celles qu'on peut voir à l'œil nu, que de celles, beaucoup plus nombreuses, qu'on aperçoit dans la voûte céleste à l'aide des télescopes : la sphère étoilée se meut donc comme si elle tournait tout d'une pièce, en un jour à peu près, autour de Taxe du monde.

De là, pour toutes les étoiles qui conservent ainsi leurs distances relatives, la dénomination ancienne à^itoiles fixeSy que les astronomes modernes rejettent, depuis que l'observation a prouvé que ces astres se déplacent peu à peu. Cette fixité apparente, bien que toute relative, a permis de partager les régions célestes en groupes d'étoiles qu'on nomme asUrismes ou constellations^ et a rendu facile la connaissance de

Taspecidu ciel, caractérisé dans chaque groupe par les figures que forment les étoiles les plus brillantes. Noos donnerons plus loin la description des principales constellations célestes. Pour le moment, nous devons appeler l'attention sur un fait d'une grande importance, que les personnes tant soit peu familiarisées avec l'aspect de la voûte étoilée , constateront elles-mêmes aisément.

Voici ce fait :

En examinant avec attention les positions relatives des étoiles, on reconnaît qu'un certain nombre d'entre elles, tout en participant au mouvement diurne, se déplacent à travers les constellations, de manière à faire exception à l'immobilité relative des autres. Ce déplacement est ordinairement sensible pour quelques-unes dans l'intervalle d'une seule nuit; pour d'autres, il exige un certain nombre de jours, k moins qu'on n'emploie pour les observer les instruments en usage dans les observatoires.

Parmi ces astres, il en est que leur aspect à l'œil nu ne distingue pas au premier abord des étoiles proprement dites : ce sont les planètes (d'un mot grec qui signifie étoiles errantjs). D'autres ont d'ordinaire une apparence nébuleuse et laissent derrière elles une traînée de lumière : ce sont les comètes.

Enfin, le Soleil et la Lune ont aussi un mouvement propre distinct du mouvement diurne général. Pour la Lune,

ce mouvement est assez rapide pour qu'on puisse le reconnaître la nuit, d'une heure à l'autre. Il suffit d'évaluer la distance d*une étoile voisine au bord le plus rapproché du disque de l'astre.

Au bout de peu de temps, on verra varier cette dis-

Fig. 6. Mouvement propre de U Lune tance et il Sera aisé de

«ir la voûte céfeste. reconnaître que la Lune

s'est déplacée sur la voûte céleste, dans une direction précisément opposée à celle du mouvement diurne (fig. 6).

Une observation du même genre n'est pas possible pour le Soleil, parce que l'éclat de sa lumière empêche de voir les étoiles dans son voisinage. Mais on y parvient d'une façon non moins concluante : il suffit en effet de noter, une nuit donnée , les étoiles qui passent au méridien à Theure de minuit. Â cet instant, le Soleil passe au méridien inférieur, sous rhorizon. Pendant les nuits suivantes, à la même heure , on remarque que ce ne sont plus les mêmes étoiles qui passent au méridien, mais des étoiles plus orientales, celles qu'on avait observées la nuit précédente ayant déjà e&eclué leur passage. Ce changement devient de plus en plus sensible, à mesure qu'augmente le nombre des nuits écoulées depuis la première observation. Gomme le mouvement diurne jest uniforme, il faut donc qu'en réalité le Soleil retarde chaque jour sur les étoiles, ce qui revient à dire qu'il a^ ou Ire son mpuvement diurne d'orient en occident , un mouvement propre en sens contraire, c'est-à-dire d'occident en orient.

Le mouvement propre du Soleil se manifeste encore par le changement successif qu'on observe dans le lieu de son lever et dans celui de son coucher, comme aussi par la variation de la hauteur maximum à laquelle il s'élève chaque jour audessus de l'horizon. Au contraire, uoe étoile quelconque se lève et se couche toujours aux mêmes points de l'horizon, en un lieu donné de la Terre, et parvient toujours à la même hauteur, à l'instant de son passage au méridien.

En résumé , il est un certain nombre d'astres qui , tout en participant à la rotation diurne de la voûte étoilée, se déplacent continuellement et périodiquement sur cette voûte, parmi les constellations que forment les étoiles proprement dites. Nous verrons comment les astronomes sont arrivés à rendre compte de ces déplacements, comment les mouvements réels de la Terre, de la Lune et des planètes expliquent les mouvements apparents des uns et des autres. En attendant, disons seulement que la fixité des étoiles proprement dites tient à l'énorme distance où elles se trouvent de la Terre, tandis que le Soleil, les planètes et les comètes sont comparativement très-rapprochées de notre globe, avec lequel elles forment un groupe, un système astronomique.

Essayons de donner une idée générale de la constitution de ce groape.

Tout autour du Soleil qui est Tastre central du système, circulent huit planètes principales qui sont, dans Tordre de leurs distances : Mercure j Vénus y la Terre , Mars, Jupiter, Saturney Uranus et Neptune.

Faisons, pour le moment, abstraction de la Terre, et indiquons quels sont les principaux caractères distinctifs des sept autres planètes. Toutes, sauf Neptune, sont visibles à Tœil nu, à des époques de Tannée variables, dépendant de la position qu'elles occupent sur la voûte céleste en vertu de leurs mouvements propres ; vues de la sorte, elles opt l'apparence d'étoiles ordinaires, plus ou moins brillantes, avec cette différence toutefois que leur lumière est le plus souvent douce, tranquille, tandis que celle des étoiles est perpétuellement mobile ou sciotiilante.

Observées à Taide de télescopes d'un pouvoir grossissant suffisamment considérable, les planètes se présentent sous la forme de disques lumineux d'un diamètre appréciable, tandis que les étoiles paraissent toujours comme des points lumineux de dimensions insensibles.

Deux d'entre elles sont plus rapprochées du Soleil que la Terre ; on les nomme pour cette raison planètes inférieures ou intérieures : ce sont Mercure et Vénus. Elles se distinguent des autres par cette circonstance que leurs mouvements propres s'exécutent de part et d'autre du Soleil, sans s'écarter de cet astre au delà de certaines limites déterminées. Les mouvements propres de Vénus et de Mercure ont donc lieu, tantôt dans le sens du mouvement diurne de la sphère étoilée, tantôt en sens contraire. De plus, leurs disques offrent des phases semblables à celles de la Lune, parfois rondes, parfois échancrées en forme de croissant. Enfin, à certaines époques, on les voit passer au-devant du Soleil, sous l'apparence de taches noires et rondes.

Les cinq autres planètes sont dites planètes supérieures on extérieures f parce qu'elles sont toujours plus éloignées du Soleil que la Terre. Par leurs mouvements propres, elles s'é-

cartent à tontes les distances possibles de la position du Soleil sur la voûte céleste. Â certaines époqnes, leurs mouvements propres ont lieu dans le sens du mouvement diurne; puis après, en sens contraire, et dans Tintervalle elles restent un certain temps à peu près immobiles. Vus dans les lunettes, leurs disques présentent presque toujours la forme circulaire : leurs phases sont presque insensibles.

Outre les planètes principales, il en existe un grand nombre de beaucoup plus petites , presque toutes invisibles à l'œil nu : on les appelle pour cette raison p/anè^ télescopiques. Le nombre de ces petits astres aujourd'hui connus est de 94, mais on en découvre tous les ans de nouvelles, qui circulent comme les planètes principales autour du SoIeU : leurs orbites sont toutes comprises entre celles des planètes Mars et Jupiter.

Parmi ces 102 corps célestes qui exécutent périodiquement autour de Tastre central lenrs mouvements de translation, dans des orbites à peu près circulaires % il en est 5 qui sont les centres de systèmes secondaires, c'est-à-dire que des astres plus petits se meuvent autour de ces planètes de la même manière que les planètes autour du Soleil. Ce sont : la Terre, Jupiter, Saturne, Urapus et Neptune.

Gomme les corps célestes dont nous parlons suivent constamment les planètes qui sont les centres de leurs mouvements, dans leurs révolutions périodiques, on leur a donné le nom ^Q satellites.

La Terre a un satellite, qui est la Lune.

Jupiter en a quatre. En observant cette planète avec une lunette d'un pouvoir grossissant ordinaire, on aperçoit de petites étoiles rangées de part et d'autre de son disque et qui oscillent de chaque côté sans s'éloigner beaucoup de la planète.

Saturne a huit satellites. Le plus grand éloignement de cette planète et des suivantes rend plus difficile l'observation de leurs satellites et exige des lunettes d'une plus grande

1. Le mot orhUe viont du latin orbis, cercle , mais les astronomes étendent la signification de ce mot à toutes les co\irbes qu'un astre décrit en se mouvant autour d'un autre, alors même que la route ainsi parcourue a une forme différente de celle du cercle.

puissance. Oatre ces 8 satellites, Saturne est eniironnée de plnsiears anneaux concentriques qui entourent la planète sans la toucher.

Uranus a 4 satellites et Neptune un seul.

Le système solaire est donc composé de plus de cent corps célestes (là 1 dans l'état actuel des connaissances astronomi* qnes) qui sont :

Le Soleil situé au centre du groupe;

lOS planètes circulant périodiquement à des distances di* verses autour du Soleil;

1 8 satellites se mouvant eux-mêmes 'autour de 5 des pla«nètes principales.

Il faut y joindre un assez grand nombre de comètes, dont plusieurs sont reconnues périodiques, c'( st-à-dire circulent en des temps connus autour du Soleil lui-même. Nous verrons plus tard par quels caractères particuliers les comètes se distinguent des autres corps du monde soldire.

. Donnons maintenant une idée plus précise des mouvements planétaires.

Chaque planète, avons-nous dit, se meut autour du Soleil, et décrit dans son mouvement une orbite ou courbe, dont la forme ne diffère pas beaucoup de celle d'un cercle. Cependant chaque orbite est légèrement allongée, de sorte que sa forme réelle est. celle d*une courbe ovale que les géomètres nomment une ellipse. L'allongement dont nous parions varie d'une planète à l'autre. De plus, ce n'est pas au centre de chaque ellipse que le Soleil est situé, mais en un point par** ticuÛer qu'on nomme foyer.

Toutes les orbites planétaires ont néanmoins cela de commun, qu'elles sont planes, et que le plan — plan idéal bien entendu — dans lequel chacune d'elles est tracée passe précisément par le centre du Soleil. L'orbite de la Terre est dans le même cas : elle a reçu pour des raisons que nous ver-^ rons plus tard, le nom particulier à'écliptigue et son plan se nommele plan dé récliptique. '

Gomme toutes les observations célestes se font nécessairement sur la Terre, l'observateur est toujours dans le plan de

aO INTRODUCTION.

récHptique. D'où il suit que, pour nous, le plan de l'écliptiqiie prolongé dans tous les sens jusqu'à la voûte céleste forme un grand cercle de cette sphère, grand cercle sur lequel se trouve à toute époque le centre même du Soleil

Mais les orbites des autres planètes ne sont pas décrites dans le plan dont nous parlons, de sorte que les planètes ne nous apparaissent pas, aux diverses époques de leurs révolutions dans le plan de réclipliqùe. Elles s*en éloignent peu toutefois, parce que l'inclinaison de chacun des plans où elles tracent leurs orbites sur le plan de Torbite de la Terre, est en général peu considérable.

Les mouvements propres des planètes nous semblent donc si'exécuter dans une région ou zone du ciel , peu étendue de part et d'autre du cercle de Técliptique. C'est à cette zone, qui, avant la découverte des petites planètes, n'avait pas une largeur de plus de 17 degrés, qu'on donne le nom de zodiaque^.

Cette dénomination de zodiaque est fort ancienne. Bien avant la découverte du véritable système du monde, on connaissait en Egypte^ en Grèce, la marche apparente du Soleil et des planètes principales sur la voûte céleste. Les anciens astronomes avaient noté avec précision les constellations que le Soleil parcourt dans sa révolution annuelle. L'écliptique et la zone zodiacale avaient été partagés par eux en douze parties égales, et chacune de ces parties avait reçu le nom de la constellation qui y répondait alors.

Les voici dans l'ordre où elles se trouvaient, quand on suivait le mouvement propre du Soleil depuis le point de l'écliptique qui marque la position dé cet astre à l'origine du printetnps :

Le Bélier^ le Taureau^ les Gémeaux^ le Cancer^ le Lionj la y ierge^']& Balance j\é Scorpion^ le Sagittaire^ le Capricorne^ le Verseau et les Poissons^*

1 . La planète télescopique Pallas a une inclinaison de 34 degrés : elle s^éloigne donc notablement du zodiaque ainsi que plusieurs pUmètes du même groupe.

f 2. Deux vers latins hexamètres permettent de retenir aisément l'ordre et les noms des constellations zodiacales. Les voici :

Sunt ÀrieSj Taurtu,' Gemini, Cancer, Léo, Virgo, libraque, SleorpiuSj 4rcitenen9, Caper^ Afnpfiora, Pi$ces,

Mais , depuis deux mille ans , l'aspect du ciel a changé.. Par un phénomène que nous décrirons plus tard, et auquel on donne le nom de précessim des équinoxes^ le Soleil, aux mêmes époques de Tannée, ne se trouve plus dans les mêmes constellations qu'autrefois. £t cependant on a conservé aux douze parties du cercle de l'écliptique et de la zone zodiacale, les anciennes dénominations que nous venons de rappeler* Il but donc bien comprendre que ces parties ou signes, dont chacune a une amplitude de 30 degrés sur la voûte céleste, marquent seulement les positions successives que le Soleil o&r cupe dans le cours d'une année, et Ton doit^se garder de confondre les signes du zodiaque avec les groupes et constellations d'étoiles dont ils continuent à porter les noms.

Nous n'avons parlé jusqu'ici , en décrivant le monde sor» laire, que du mouvement de translation ou de révolution que les planètes effectuent autour du Soleil. Il nous reste encore à indiquer un second mouvement dont tous les corps célestes sont animés, et à préciser le sens dans lequel l'un et l'autre mouvement est exécuté par chacun d'eux. . >

L*invention des lunettes et des télescopes a permis d'observer, sur les disques planétaires et sur celui du Soleil, des détails physiques à l'aide desquels on s'est assuré que chacun de ces astres a un mouvement de rotation sur lui-même, au^ tour d'un axe dont la direction dans, l'espace est invariable; ou du moins ne change que très-lentement. Le Soleil, Mer-> cure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, la Lune sont ceux dont la rotation a été constatée et mesurée en durée, et en direction. Il est probable que la loi est générale, mais la petitesse des autres planètes ou leur grande distance n'en a pas encore permis la vérification.

La Terre, tout le monde le sait, n'échappe pas à cette loi. Elle tourne sur son axe en un peu moins d'un jour de vingt* quatre heures.

C'est ce mouvement de rotation qui produit le mouvement apparent diurne de la voûte étoilée, et qui explique la solidarité de la marche de cette multitude d'astres dont le ciel est parsemé. La réalité du mouvement de rotation de la Terre est démontrée par des preuves expérimentales décisives, sur les-

qltelleji noas reyièndrons. Mais dès maintenant, nous pou- Tons nous faire une idée de l'extrême probabilité de cette vérité fondamentale.

.. Jadis, on s'imaginait le ciel comme formé d'une série de sphères concentriques sur lesquelles se mouvaient séparément les diverses planètes, le Soleil et les étoiles. Ou plutôt, c'étaient les sphères elles-mêmes qui, tournant uniformément avec des vitesses différentes entraînaient par leurs mouvements ceux des astres qui s'y trouvaient fixés. Mais ces conceptions «bsurdes ne méritent plus aujourd'hui un instant d'examen Les sphères de cristal sont à jamais brisées.

Pour expliquer le mouvement qui entraîne tous les astres d'orient en occident, et leur fait accomplir un tour entier dans l'intervalle d'un jour, il faut de toute nécessité, ou supposer que les astres se meuvent réellement, avec la même vitesse angulaire, quelles que soient leurs distances respectives, ou bien admettre que ce mouvement n'est qu'une apparence, ce qui revient à dire que la Terre tourne en sens inverse, ou d'occident en orient dans le même intervalle.

Dans la première hypothèse, il faut supposer que la vitesse nVelle d'un corps céleste quelconque augmente avec sa distance; que la Lune, par exemple, se meut en parcourant 23 kilomètres par seconde, le Soleil 2300 lieues, Jupiter 1 1 500, Saturne ^2 000, et que leS étoiles proprement dites. sont animées de vitesses qui surpassent de plusieurs milliers de fois celle de la lumière.

De tels mouvements, alors même qu'on n'aurait pas d'autres preuves du mouvement de rotation de la Terre, seraient, il fout l'avouer, bien invraisemblables ^ Ce qui serait plus extraordinaire encore, c'est que des corps indépendants, semés à toutes les distances possibles dans les profondeurs des cieux, pussent se mouvoir de telle sorte que leurs mouvements vus de la Terre parussent toujours uniformes. Les

1. Sagredo, un des interlocuteurs des Dialogues de Galilée^ dit avec un grand bon sens que : « faire mouvoir tout l'univers pour maintenir l'immobilité de la Terre, ce serait plus déraisonnable que d'exiger, pour voir Venise du haut de la coupole, qu'on fît mouvoir tout le pays, afin de n'avoir pas la peine de tourner la tête. »

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voir Venise du haut de la coupole, qu'on fit mouvoir tout le pays, de n'avoir pas la peine de tourner la tête. »

inégalités prodigieuses dans les vitesses réelles que nous venons de signaler, auraient pour corollaires nécessaires des vitesses angulaires égales M

Ainsi, voilà une vérité astronomique fondamentale, qu'il &nt admettre conmie un fait réel , démontré par toutes les probabilités, par Fanalogie avec les rotations des autres planètes et par d'autres preuves déduites de Tobservation, sur lesquelles nous aurons, nous le répétons, l'occasion de revenir. Cette vérité, la voici dans toute sa simplicité :

La Terre tourne sur elle-même, autour d'un axe dont la direction est donnée en chaque lieu par la ligne qui passe par les deux pôles célestes. Ce mouvement de rotation est uniforme, il s'effectue d'occident en orient^ et s'accomplit entièrement dans l'intervalle d'environ 24 heures, plus exaetenient en 23 heures 56 minutes.

Comparons maintenant au sens du mouvement de rotation de la Terre, le sens des mouvements.des autres astres qui forment le monde solaire.

Nous avons dit que les diverses orbites des planètes autour da Soleil sont situées dans des plans différents passant tous par le centre du Soleil ; mais que ces plans sont peu inclinés sur le plan de l'écliptique ou de l'orbite de la Terre.

Si donc un observateur pouvait s'élever au-dessus de ce plan et à une grande distance du monde solaire, de manière à voir ce monde de bce, pour ainsi dire, il apercevrait à peu près au centre le globe du Soleil. A des distances très-inégales il verrait toutes les planètes décrire des courbes à peu près circulaires et concentriques, comme le laisse voir la figure I de la planche I.

II constaterait, de plus, que tous ces mouvements s'effectuent dans le même sens, ainsi que le marquent les flèches tracées sur la circonférence de chaque orbite.

Si, de la distance où il se trouve, il était possible au même

1. Quand un point tourne autour d*un axe, on nomme vitesse angu^ laire le nombre de tours, ou la fraction de tours qu'il exécute dans Tunité fie temps. Cette vitesse se mesure en degrés, étant admis qu'il y a 360 degrés dans la circonférence entière.

INTpiODUGTION.

observateur de distingaèr, à T aide des taches qui caractérisent la surface de chacun dés globes^ le mouvement de rotation du Soleil et des planètes, U verrait que le sens do ce mouvement est encore le même que celui du mouvement de translation . La figure 7 montre de quelle façon se présenteraient à lui les deux phénomènes, pour la Terre par exemple.

L'axe de rotation de la Terre n'est pas perpendiculaire sur le plan de l'orbite, mais incliné sur ce plan (d'environ 66 degrés).

L'un des pôles terrestres étant au-dessous du plan , l'autre pôle ^^n\fd:ât^BlZnZ%tiuT «st nécessairement au-dessus, car

c'est le centre de la Terre qui décrit l'orbite. Supposons que le pôle nord soit au-dessus du plan, c'est-à-dire du même côté que l'observateur. Il verra alors la Terre , dont la rotation a lieu d'occident en orient, tourner sur elle-même dans un sens qu'on pourra caractériser en disant qu'il a lieu de droite à gaucfie. Eh bien, c'est aussi de droite à gauche qu'il verra notre planète efiectuer son mouvement de révolution autour du Soleil. Il en sera de même pour la rotation du Soleil et pour celles de toutes les autres planètes. Il en sera de même encore et pour les mouvements de translation des planètes et pour les mouvements des satellites autour de ces dernières.

On doit donc maintenant saisir avec évidence la loi commune à tous ces mouvements, telle que nous la résumerons pour terminer ce chap\Jre.

Le Soleil et les planètes sont animés de mouvements de rotation uniforme, qui tous s'effectuent dans le sens du mouvement de rotation de la Terre, c'est-à-dire d'occident en orient. Ces mouvements s'effectuent autour d'un axe de direction à peu près invariable pour chaque planète, mais doat l'inclinaison sur l'orbite varie d'une planète à l'autre r