Les observations du pendule peuvent servir aussi -à dé

GHAP.. IV. — FIGURE D£ LA TERIUQ. 83

terminer raplatisfiemenld^ la tevre; maïs pow cela il faut avoir recours à uue formule de mécanique exprimant la relation qui existe entre les intensités de la pesanteur sur deux points d<Minés du glohe et les distances comparées de ces points au centre de la terre. C'est au moyen de cette foormule que nous avons pu discuter Tensemble des observations rapportées dans le tableau qui termine ce chapitre; mais, sans entrer ici dans les détails de cette discussion , nous nous bornerons à indiquer les principales conséqwieBces qui en résultent ^ savoir : V que la nature du sol SOT lequel on fait les observations a une influence sensible sur les oscâUations du pendule; 2^ qu'elle a par conséquent une in* tlu€»ce plus ou. moins marquée sur Téquilibre et sur le nivellement des eaux ; 3^ enfin , que par ces causes la surface de la mer a très-probablement des inégalités plus ou moins grandes , des éaiinences et des affaissements, qui ne rempêchent pas d'être aplatie dans sa direction générale , à peu près comme l'indique la théorie, mais qui l'empêchent d'être une surface géométri^oeet exactement pareille à celle d'un ellipsoïde de révolution. Aiosif quelles que soient les causes qui aient agi, à l'origine du monde, et quelles que soient celles qui aient pu se développer dans les catastrophes qui. ont suivi, il arrive, comme on pouvait 5 y attendre , que dans le sein de la terre toutes les matières ont été confondues , et que , plus pesantes ou plus légères , elles sont à peu près uniformémeot réparties dans toute l'étendue de chacune des couches. Il fallait qu'il en fât ainsi pour la régularité des mouvements et pour l'ordre des saisons, car les phénomènes se passeraient d'une tout autre manière , si l'un des hémisphères était, par exemple, léger comme du liège, et l'autre lourd comme du plomb. Cependant cette homogénéité générale n'empêche pas qu'il ne se rencontre, dans le globe de la terre , quelque hétérogénéité locale qui ait déformé sa surface , et qui ait produit, de di&t^Qoe en distance, quelque dépression ou quelque rcnflei&ent. 53. Bévlatlon du 111 A plomb par Tattraetlon des UÈmmtmgmem, — Toutes les portions de la matière étant attirées l'une vers Tautre, on ne voit: pas d'abord pourquoi, de grandes masses, telles que des montagnes , n'exercent pas d'acdon sensible sur les corps qui les environnent; pourquoi, par exemple, quand on lai»e tomber une pierre du haut d un sommet élevé, cette pierre, en tombant, ne se dirige pas vers le centre de la montagne qui est très-près, plutôt que vsrs le centre de la terre qui est très-

loin. On peut même s'étonner que les murs d*un édifice ne produisent pas cet effet, et que, dans un appartement, un corps qui est suspendu en haut ne tombe pas sur le plafond plutôt que de tomber sur le plancher : à peu près comme aux antipodes les corps tombent en remontant vers nous. Mais, dès qu'on prend garde que la plus grosse montagne n'est qu'un grain de sable quand on lacompare à la terre , on ne s'étonne plus que les montagnes ordinaires ne puissent pas attirer à elles les corps que la terre attire elle-même. L'effet qu elles poun*aient produire serait tout au plus de les dévier un peu dans leur chute. Réciproquement, si elles peuvent produire quelques déviations, on pourra être assure que la pesanteur est, comme nous l'avons dit, une force universelle qui agit sur toute la matière , et qu'il n'y a ni tourbillon autour de la terre , ni vertu particulière vers son centre, par quoi les corps soient poussés ou sympathiquement précipités.

Bouguer est le premier qui eut l'idée de chercher, dans l'attraction des montagnes, une preuve de l'attraction universelle de la matière : si elles agissent, elles doivent dévier le fil à plomb. Mais comment reconnaître si le fil à plomb est dévié ? La même cause qui changerait sa direction changerait aussi celle de la sui^ face des eaux tranquilles, à laquelle on la rapporte, et dès lors on ne pourrait plus juger ni de l'un ni de l'autre changement : aussi faut-il avoir recours aux étoiles : c'est encore dans le ciel qu'il faut chercher une direction fixe pour les expériences de cette nature. C'est sur les flancs du Ghimboraço , qui est une des plus grandes montagnes de la terre , que Bouguer fit son expérience. Il y rencontra des obstacles infinis, à cause de l'âpreté des lieux et des tempêtes terribles qu'il eut à essuyer dans ces hautes régions. Cependant il accomplit son dessein et trouva dans le fil à plomb une déviation de 1" ou 8'. Ces montagnes volcaniques ont s2ns doute d'immenses cavités qui réduisent de beaucoup l'énergie de leur action.

Depuis Bouguer, on a répété les expériences en divers lieux : Maskeline, en 1772, les a surtout répétées avec de gi*andes précautions , au pied des monts Shéhalliens, en Ecosse , où il a trouvé une déviation de 64". Il en résulte que certainement les montagnes agissent sur le fil à plomb, et qu'elles le dévient d'une quantité sensible, qui dépend de leur volume et de la nature des substances qui les composent. Maskeline avait fait ces expériences

CHAP. lY. — DËYIATION DU FIL A PLOMB. 85

pour en déduire le rappoit de la masse de la terre à œlle de la montagne, et par suite, la densité de la terre elle-même; il trouva de cette manière que la densité de la terre, prise dans son ensemble, est 4,56, ou à peu près quatre fois et demie la densité de Teau. C'est , je crois , la première notion que l'on ait eue sur la nature des substances qui composent les couches centrales du globe«

En 1824, M. Garlini a fait, au sonunet du Mont-Cenis, des observations d'une autre espèce, qui Tout conduit à peu près au même résultat.

51. Enfin, nous devons à Cavendish une autre détermination de la densité moyenne de la terre. Son appareil paraît être le plus exact que Ton puisse employer à cette recherche. La première idée de sa construction est due à Micbell , de la Société royale de Londres : Michell n'ayant pas eu le temps d'achever ses expériences , et voyant sa fin approcher, légua son appareil à llionorable Francis^John-Hyde Wollaston^ professeur à Cambridge; et celui-ci, à son tour, en fit don à Cavendish, qui était déjà compté parmi les premiers physiciens de l'Angleterre. Voici l'idée principale sur laquelle repose ce procédé : si l'on avait une grande boule de métal de 2 ou 3 mètres de rayon , il est dair qu'elle ne pourrait pas dévier le fil à plomb , puisque les montagnes ne le dévient que de quelques secondes ; mais, si , au lieu d'un fil vertical sur lequel agit la pesanteur, on lui présentait au niveau de son centre un levier horizontal , bien équilibré et parfaitement mobile , il est clair qu'elle devrait l'attirer à elle et le faire tourner, puisque la pesanteur serait alors sans effet pour contrarier son action. Le levier horizontal serait donc une espèce de pendule qui oscillerait par l'attraction de la boule , comme le pendule ordinaire oscille par l'action de la terre. Si même , au lieu d'une boule, on en mettait deux, agissant chacune sur l'une des extrémités du levier, on voit que l'effet serait doublé; ainsi, par ce moyen, en prenant des boules assez grosses et des leviers assez mobiles, on peut sans doute rendre sensible l'action de la matière sur la matière , et produire en petit , autour de ces sphères de métal , ce qui se produit en grand autour du globe de la terre.

L'appareil de Cavendish est représenté, planche 3, dans les figures 16 et 17. La figure 17 en représente la projection horizontale : u et (/ sont les deux sphères de métal ; elles étaient de plomby et pesaient chacune 157^,925 : ahcd représente la section

86 UVRB t»REHIER. — PESANTEUR.

d*ixne caisse dans laquelle on avait enfermé le levier mobi

•pour le garantir complètement de toutes les agitations de l'ai,,

^ et s'' sont deux petites balles suspendues aux deux extrémitMâ

. dv levier mobile et pariaitement en équilibre. ^

La figure 16 est une coupe verticale ; les' mêmes kttres en

lisent les mêmes choses : on voit- ici comment l^s deux p

tites balles sont suspendues par un fil d'argent qui traveC

•Ifes extrémités du levier; ce fil vient en n s'attacher au '

•vertical /JT dont la ténacité est assez grande pour porter^

fléau et les balles s et s', et dont la torsion est la seule {&l!^

qui s^oppose aux oscillations : les deux masses h et p sont ell^'

mêmes suspendues par des tiges de fer, et peuvent tom*ner %

tour de la caisse; elles passent successivement, des' posittl^i

K et ^ figurées en lignes pleines (Fig. 17), aux positions u* eÇ.

figurées en lignes ponctuées ; elles y sont conduites par une Ii9î

■nœuvre qui s'exécute du dehors : enfin, tout l'appareil estdL

fermé dans une chambre sans portes et sans fenêtres; il n'i.

éclairé que par une petite ouverture , au moyen d'une lamp^g,

. placée en dehors des murs pour ne pas échauHer l'air intérie^^'

et c'est avec la lunette //' que Ton observe les mouvements* ^9

se produisent. )9

Tout étant en repos et les masses uet i^ étant dans la srtuadl

•où elles n'agissent pas, c'estrà-dire dans la situation perpendith

• laireau levier mobile, on les fait tourner pour les mettre déî « la situation delà figure 17 : alors le levier se met à tourner, C

* petites balles s et ^ sont atth*ées chacune vers la boule com9|^ ppndante, et les oscillations commencent. C'est une preuve bil^| irrévocable que la matière attire la matière, et que les peti|^ balles s et / tendent à tomber sur les grandes sphères de ploik par la même puissance qui les fait tomber sur la terre , et qm s'il y a une différence, elle provient seulement de la différeil des masses. Ce (ait fondamental une fois prouvé, il ne reste pU qu'à obl»erverla durée des oscillations deâ petites balles, la loi

t gueur du levier à l'extrémité duquel* elles oscillent, et leur di tance au centre des grandes sphères u et 1^, qui peuvent éti* considérées comme les centres d'attrà^clton. Ensuite, après avoi eovrigé les résultats des effets de la torsion du fil de suspension l'on arrive à connaître l'effet d'une ' sphère de plomb du poid de 157^,925, pour faire osciller un pendule simple d'une Ion* gueur <;omiue et placé à une distance- eonnue de son cett^^c. la