CHAPITRE DIX-SEPTIÈME

HYPOTHÈSE DE DE LAPLACE SCR LA FORMATION DC MONDE

Cette belle hypothèse que nous avons extraite textuellement de l’Exposition du système du monde , explique de la manière la plus satisfaisante jusqu’à présent les cinq phénomènes suivants, dépendants des mouvements des planètes :

1° Les mouvements des planètes dans le même sens et à peu près dans nn même plan ;

3° Les mouvements des satellites dans le même sens que ceux des planètes ;

5* Les mouvements de ces différents corps et ceux du soleil dans le même sens que leur mouvement de projection et dans des plans peu différents ;

4» Le peu d’excentricité des orbes des planètes et des satellites ;

8° Enfin , la grande excentricité des orbes des comètes , quoique les inclinaisons aient été abandonnées au hasard.

Herschel , en observant les nébuleuses au moyen de ses paissants télescopes, a suivi les progrès de leur condensation , non sur une seule, ces progrès ne pouvant devenir sensibles pour nous qu’après des siècles ; mais sur leur ensemble , comme on suit , dans une vaste forêt, l’accroissement des arbres sur les individus d’àges divers qu’elle renferme. Il a d'abord observé la matière nébuleuse répandue en amas divers, dans les différentes parties du ciel dont elle occupe une grande étendue. 11 a vu, dans quelques-uns de ces amas, cette matière faiblement condensée autour d’un ou de plusieurs noyaux peu brillants; dans d’autres nébuleuses, ces noyaux brillent

davantage relativement à la nébulosité qui les environne. Les atmosphères de chaque noyau venant à se séparer par une condensation ultérieure, il en résulte des nébuleuses multiples, formées de noyaux brillants très-voisins, et environnés chacun d’une atmosphère; quelquefois la matière nébuleuse , en se condensant d'une manière uniforme , produit les nébuleuses que l’on nomme planétaires. Enfin, un plus grand degré de condensation transforme tontes ces nébuleuses en étoiles. Les nébuleuses, classées d'après cette vue philosophique, indiquent avec une extrême vraisemblance, leur transformation future en étoiles , et l’état antérieur de nébulosité des étoiles existantes. Ainsi l’on descend par le progrès de la condensation de la matière nébuleuse, à la considération du soleil environné autrefois d'une vaste atmosphère. L'évidence de celte ancienne atmosphère solaire et de son étendue, a conduit le célèbre de Laplace, auquel nous avons emprunté les lignes précédentes, à donner, dans une simple note de son Exposition du système du monde, une théorie de notre système planétaire entièrement différente de celle de BufTon.

Quelle que soit la nature de la cause qui a produit ou dirigé les mouvements des planètes, il faut qu’elle ait embrassé tous ces corps; et vu la distance prodigieuse qui les sépare, elle ne peut avoir été qu’un fluide d'une immense étendue. Pour leur avoir donné dans le même sens un mouvement presque circulaire autour du soleil, il faut que ce fluide ait environné cet astre comme une atmosphère.

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La considération des mouvements planétaires nous conduit donc à penser qu'en vertu d'une chaleur excessive, l'atmosphère du soleil s’est primitivement étendue au delà des orbes de toutes les planètes , et qu’elle s’est resserrée successivement jusqu'à scs limites actuelles.

Dans l'état primitif où nous supposons le soleil, il ressemblait aux nébuleuses dont nous venons de parler, et si l'on conçoit, par analogie, toutes les étoiles formées de cette manière , on peut imaginer leur état antérieur de nébulosité, précédé lui-mème par d'autres étals, dans lesquels la matière nébuleuse était de plus en plus difTusc,le noyau étant de moins en moins lumineux. On arrive ainsi, en remontant aussi loin qu'il est possible , à une nébulosité tellement diffuse , que l'on pourrait à peine en soupçonner l'existence.

Depuis longtemps la disposition particulière de certaines étoiles visibles à la vue simple , a frappé les observateurs philosophes.

Mitchel a déjà remarqué combien il est peu probable que les étoiles des Pléiades , par exemple , aient été resserrées dans l'espace étroit qui les renferme, par l’effet du hasard, et il en a conclu que ce groupe d'étoiles et les groupes semblables que le ciel nous présente, sont les effets d’une cause primitive ou d'une loi générale de la nature. Ces groupes sont un résultat nécessaire de la condensation des nébuleuses à plusieurs noyaux; car il est visible que la matière nébuleuse étant sans cesse attirée par ces noyaux divers, ils doivent former à la longue un groupe d’étoiles pareil à celui des Pléiades. La condensation des nébuleuses à deux noyaux formera semblablement des étoiles très-rapprochées , tournant l’une autour de l’autre, telles que les étoiles doubles dont on a déjà reconnu les mouvements respectifs.

Mais comment l'atmosphère solaire a-t-elle déterminé des mouvements de rotation et de révolution des planètes et des satellites ? Si ces corps avaient pénétré profondément dans cette atmosphère, sa résistance les aurait fait tomber sur le soleil ; on peut donc conjecturer que les planètes ont été formées à scs limites successives par la condensation des xones de vapeurs, qu'elle a dû, en se refroidissant, abandonner dans le plan de son équateur.

L’atmosphère solaire ne pouvant s’étendre indéfiniment, sa limite est le point où la force centrifuge due à son mouvement de rotation balance la pesanteur. Or, à mesure que le refroidissement resserre l’atmosphère, et condense à la surface de l'astre, les molécules qui en sont voisines, le mouvement de rotation augmente ; car, en vertu du principe des aires, la somme des aires décrite par le rayon vecteur de chaque molécule du soleil et de son atmosphère, et projetée sur le plan de son équateur, étant toujours la même, la rotation doit être plus prompte, quand ces molécules se rapprochent du centre du soleil. La force centrifuge duc à ce mouvement devenant ainsi plus grande , le point où la pesanteur lui est égale est plus près de ce centre. En supposant donc, ce qu'il est naturel d'admettre , que l'atmosphère s'est étendue à une époque quelconque jusqu'à sa limite, elle a du, en se refroidissant, abandonner les molécules situées à cette limite et aux limites successives produites par l'accroissement de la rotation du soleil. Ces molécules abandonnées ont continué de circuler autour de cet astre, puisque leur force centrifuge était balancée par leur pesanteur. Mais cette égalité n'ayant point lieu par rapport aux molécules atmosphériques placées sur les parallèlesà l’équateur solaire, celles-ci, par leur pesanteur, se sont rapprochées de l'atmosphère , à mesure qu'elle se condensait, et elles n’ont cessé de lui appartenir qu'autant que. par ce mouvement, elles se sont rapprochées de cet équateur.

Considérons maintenant les zones des vapeurs successivement abandonnées. Ces xones ont dû, selon toute vraisemblance, former, par leur condensation et l'attraction mutuelle de leurs molécules , divers anneaux concentriques de vapeurs, circulant aulourdu soleil. Le frottement mutuel des molécules de chaque anneau a dû accélérer les unes et retarder les autres, jusqu'à ce qu'elles aient acquis on même mouvement angulaire. Ainsi les vitesses réelles des molécules, plus éloignées du centre de l’astre, ont été plus grandes. La cause suivante a dû contribuer encore à celte différence de vitesse. Les molécules les plus distantes du soleil, et qui, par les effets du refroidissement et de la condensation, s'en sont rappro-

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chécs pour former la partie supérieure de l'anneau , ont toujours décrit des aires proportionnelles aux temps, puisque la force centrale dont elles étaient animées , a été constamment dirigée vers cet astre. Or, cette constance des aires exige un accroissement de vitesse à mesure qu’elles s'en sont rapprochées. On voit que la même cause a dü diminuer la vitesse des molécules qui se sont élevées vers l’anneau pour former sa partie inférieure.

Si toutes les molécules d'un anneau de vapeurs continuaient de se condenser sans se désunir, elles formeraient k la longue un anneau liquide ou solide. Mais la régularité que celte formation exige dans toutes les parties de l'anneau et dans leur refroidissement, a du rendre ce phénomène extrêmement rare. Aussi le système solaire n’en offre-t-il qu'un seul exemple, celui des anneaux de Saturne. Presque toujours chaque anneau de vapeurs a dû se rompre en plusieurs masses qui, mues avec des vitesses très-peu différentes, ont continué de circuler k la même distance autour du soleil. Ces masses ont du prendre une forme sphéroïde, avec un mouvement de rotation dirigé dans le sens de leur révolution , puisque leurs molécules inférieures avaient moins de vitesse réelle que les supérieures; elles ont donc formé autant de planètes à l’état de vapeurs; mais si l'une d'elles a été assez puissante pour réunir successivement, par son attraction, toutes les autres autour de son centre, l'anneau de vapeurs aura été ainsi transformé en une seule masse sphéroîdique de vapeurs , circulant autour du soleil avec une rotation dirigée dans le sens de sa révolution. Ce dernier cas a été le plus commun; cependant le système solaire nous offre le premier dans les quatre petites planètes qui se meuvent entre Jupiter et Mars, à moins qu'on ne suppose avec Olbers qu’elles formaient primitivement une seule planète, qu'une forte explosion a divisée en plusieurs parties animées de vitesses différentes.

Maintenant , si nous suivons les changements qu’un refroidissement ultérieur a dù produire dans les planètes en vapeurs , dont nous venons de concevoir la formation, nous verrons naître au centre de chacune d'elles un noyau grossissant sans cesse par la con-

1 densation de l'atmosphère qui l'environne.

Dans cet état, la planète ressemblait parfaitement au soleil à l’état des nébuleuses , où nous venons de la considérer ; le refroidissement a donc dù produire aux diverses limites de son atmosphère , des phénomènes semblables à ceux que nous avons décrits, c'cst-àdire des anneaux et des satellites , circulant autour de son centre dans le sens de son mouvement de rotation, et tournant dans le même sens sur eux-mêmes. La distribution régulière de la masse des anneaux de Saturne autour de son centre et dans le plan de son équateur, résulte naturellement de cette hypothèse, et sans elle devient inexplicable. Ces anneaux paraissent être des preuves toujours subsistantes de l'extension primitive de l'atmosphère de Saturne et de ses retraites successives^ Ainsi les phénomènes singuliers du peu d'excentricité des orbes des planètes et des satellites , du peu d'inclinaison de ces orbes à l'équateur solaire, et de l'identité du sens des mouvements de rotation et de révolution de tous ces corps, avec celui de la rotaliun du soleil , découlent de l’hypothèse que propose l'auteur de la Mécanique céleste , et lui donnent une grande vraisemblance.

Si le système solaire s'était formé avec une parfaite régularité, les orbites des corps qui le composent seraient des cercles, dont les plans, ainsi que ceux des divers équateurs et des anneaux, coïncideraient avec le plan de l’équateur solaire. Mais on conçoit que les variétés sans nombre qui ont du exister dans la température et la densité des diverses parties de ces grandes masses, ont produit les excentricités de leurs orbites et la déviation de leurs mouvements du plan de cet équateur.

Dans ceitc hypothèse, les comètes sont étrangères au système planétaire. En les considérant comme de petites nébuleuses errantes de systèmes en systèmes solaires, et formées par la condensation de la matière nébuleuse répandue avec tant de profusion dans l’univers, on voit que lorsqu’elles parviennent dans la partie de l'espace où l’attraction du soleil est prédominante, il les force à décrire des orbes elliptiques ou hyperboliques. Mais leur vitesse étant également possible, suivant toutes les directions, elles doivent se mouvoir indifféremment dans tous les sens et sous

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tout» les inclinaisons à l'écliptique ; ce qui est conforme A ce qu'on observe. Ainsi la condensation de la matière nébuleuse, qui vient de servir à expliquer les mouvements de rotation et de révolution des planètes et des satellites dans le même sens ou sur des plans peu differents, explique également pourquoi les mouvements des comètes s’écartent de celte loi générale.

L’attraction des planètes et pent-étre encore la résistance des milieux éthérés a dé changer plusieurs orbes cométaires dans des ellipses , dont le grand axe est beaucoup moindre que le rayon de la sphère d'activité du soleil. On peut croire que ce changement a eu lieu pour l’orbe de la comète de 1789, doot le grand axe ne surpasse que trente-cinq fois la distance du soleil à la terre. Un changement plus grand encore est arrivé aux orbes des comètes de 1770 et de 1805.

Si quelques comètes ont pénétré dans les atmosphères du soleil ou de quelque planète au temps de leur formation, elles ont dù, en décrivant des spirales, tomber sur ces corps, et par leur chute écarter le plan des orbes et des équateurs des planètes du plan de l'équateur solaire.

Si, dans les zones abandonnées par l'atmosphère du soleil, il s’est trouvé des molécules trop volatiles pour s'unir entre elles ou aux planètes, elles doivent, en continuant de circuler autour de cet astre, offrir toutes les apparences de la lumière xodiacale, sans opposer de résistance sensible aux divers corps du système planétaire, soit à cause de leur extrême rareté, soit parce que leur mouvement est à fort peu près le même que celui des planètes qu'elles rencontrent.

L’examen approfondi de toutes les circonstances de ce système accroît même la probabilité de cette hypothèse. La fluidité primitive des planètes est clairement indiquée par l’aplatissement de leur figure, et de plus, elle est prouvée pour la terre par la diminution régulière de la pesanteur, en allant des pèles A l'équateur. Cet état de fluidité primitive auquel on est conduit par les phénomènes astronomiques, doit se manifester dans ceux que l'histoire naturelle nous présente. Mais pour l'y retrouver, il est nécessaire de prendre en considération l'immense variété des com-

binaisons formées par toutes les substances terrestres, mêlées dans l’état de vapeurs, lorsque l’abaissement de la température a permis A leurs éléments de s'unir. Il faut ensuite considérer les prodigieux changements que cet abaissement a dû successivement amener dans l'intérieur et A la surface de la terre, dans toutes ses productions, dans la constitution et la pression de l’atmosphère, dans l’Océan, et dans les corps qu'il a tenus en dissolution. Enfin, il faut avoir égard aux changements brusques, tels que de grandes éruptions volcaniques, qui ont dû troubler, A diverses époques, la régularité de ces changements. La géologie, tou * ce point de eue qui la rattache à l'astronomie , pourra , sur beaucoup d'objet» , en acquérir la précision et la certitude.

Un des phénomènes les plus singuliers du système solaire est l'égalité rigoureuse que l'on observe entre les mouvements angulaires de rotation cl de révolution de chaque satellite; mais il suffit, pour l'existence du phénomène, qu’à l'origine, ces mouvements aient été très-peu différents. Alors l'attraction de la planète a établi entre eux une parfaite égalité, et en même temps a du donner naissance A une oscillation périodique dans l'axe du satellite; oscillation bien peu considérable, puisqu’on n'a pu la reconnaître par l'observation. Cette égalité dans les mouvements de rotation et de révolution des satellites, a dit aussi mettre obstacle à la formation d’anneaux et de satellites secondaires par les atmosphères de ces corps. Aussi l'observation n’at-ellc jusqu’à présent rien indiqué de semblable (1).

Telle est la seule hypothèse vraisemblable qui ait été présentée jusqu'ici sur notre monde planétaire. La grandeur du sujet et du génie de de Laplace sont sans doute des excuses suffisantes pour avoir placé une simple hypothèse dans un livre élémentaire. Elle servira du moins A graver dans la mémoire une partie des grands phénomènes célestes, sur l'observation desquels elle s'appuie.

Dans ces derniers temps, Auguste Comte a proposé une vérification mathématique de

(l)De Laplace, Exposition du système du monde, note dernière.

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cette théorie du monde. Noos ne discuterons pas la nécessité de cette vérification, mais nous rapporterons textuellement ses résultats ; ils prouvent que les générations qui sc succéderont sur la terre, n’ont pas à espérer de voir apparaître de nouvelles planètes.

« En supposant, dit-il (1 ), la limite mathématique de l’atmosphère solaire successivement étendue jusqu’aux diverses planètes , la durée de la rotation du soleil était, à chacune de ces époques , sensiblement égale à celle de ta révolution sidérale actuelle de la planète correspondante: et de même pour chaque atmosphère planétaire à l’égard de tous les différents satellites respectifs. »

En admettant que ce résultat prouve la réalité de l’hypothèse cosmogonique dont il est ici question, on peut en déduire plusieurs conséquences, parmi lesquelles le moyen de décider si , dans l’état présent du ciel , nous devons regarder la formation de notre monde comme entièrement achevée , ou bien si nous pouvons attendre la naissance de quelque nouvelle planète qui serait, en ce cas, encore plus rapprochée du soleil que Mercure. Il suffit en effet pour cela d'appliquer en sens inverse la même formule , et d'en déduire quelle est , dans l’état actuel de la rotation du soleil, la

(I) Institut, tome lit, page 51.

limite mathématique de son atmosphère. Si cette limite est notamment inférieure à l'étendue actuelle de cette atmosphère, telle que nous l'indiquent les observations modernes , nous devons conclure à une nouvelle formation ; dans le cas contraire , aucune formation planétaire n’est plus possible. Il en sera de même pour les satellites envers les planètes correspondantes. Or , en effectuant le calcul , on trouvera 2589500 myriamètres pour la limite cherchée, c’est-à-dire plus de trentesix fois le rayon du soleil. Cette distance qui, vue de la terre, sous-tendrait un angle de plus de 9°, et qui excède un peu la moitié de la distance de Mercure au soleil, est certainement fort supérieure à la véritable étendue actuelle de l’atmosphère solaire, même en adoptant les évaluations les plus exagérées.

Ainsi nous devons en conclure que la formation planétaire, dont nous faisons partie, est maintenant complète ; mais, d’un autre côté , ce rapprochement indique que l'époque où la limite mathématique de l’atmosphère solaire s’étendait jusqu'à la région de Mercure, n’est peut-être pas extrêmement ancienne.

On obtient des résultats semblables pour les satellites des planètes. Ainsi cette théorie cosmogonique tend à nous représenter nolro monde comme parvenu à cet âge de consistance qui ne comporte plus aucune formation nouvelle.