DE CERTAINS BOUDES

la croûte terrestre, ou à 3 fois environ celle de l'eau, et parcourant i o ooo mètres par seconde. La demi-force tive d'un pareil corps, comparée à celledu bou1etde24 ( 1 2 kilogrammes] sortant de la pièce avec une vitesse de 5oo mètres, est égale à quatre cent dix-neuf trillions (*] et le nombre de coups que fourniraient en quatre-vingt mille ans dix mille pièces de canon lançant par minute chacune pendant tout ce temps, et sans interruption, un boulet de a4. Un pareil choc amènerait certes d'épouvantables ravages ; mais néanmoins ils seraient purement locaux, ne produiraient que des effets insensibles sur l'ensemble général du globe tei*restre et n'influeraient nullement sur la destinée de notre planète ; car, tout calcul fait, on trouve que, même dans l'hypothèse la plus exagérée, ils altéreraient à peine la durée du jour sidéral d'un centième de seconde (**).

Les bolides de 2000 à Sqpo mètres de diamètre pa-

(*) On aurait pour le bolide :

Volume en mètres cubes = J 7r(iooo)';

Densité = 3 ;

Poids du mètre cube = 3ooo^§f ;

Vitesse = 10000" ; d'où demi- force yive

j7r(iooo)'x 3ooo*Sx(ioooo'/.

La demi-force Wre du boulet de canon serait 6^Sx (5oo)*.

Rapport des deux nombres =: 419000000000000.

Nombre de minutes dans l'année = SsS 9/19.

Quotient de 419 trillions par ce nombre de minutes = 799 430000, ou, en nombres ronds, 800 millions, produit de 80000 par 10 000.

{**) w étant la vitesse primitive de rotation , M la masse

l86 ÉNOfiMES DIMENSIONS DE CERTAINS SOUDES.

raissant d'ailleurs être peu nombreux, les chances de chute pour de pareils corps se trouvent assez faibles; ajoutons que les pays inhabités, les mers, etc., cornprennent, sur te globe, un ensemble de surface dont la vaste étendue diminue encore d'autant les probabilités de chocs considérables dans les endroits peuplés, et nous conclurons qu'en définitive ces circonstances réduisent à peu près à zéro les dangers individuels

chacun de nous.

et R le rayon de la Terre , m' la vitesse que prendrait la Terre après la chute du bolide, m la masse et c la vitesse de celui-ci; enfin r la distance d'une molécule quel-! conque dm. à Taxe de rotation, on aurait pour le choc tangentiel (cas de reflet maximum) I

r*dm = û» 1 r* dm z*z myVi,

d'où . ' I

w'(ÎMH-in)R'=;MR«wd:wfR;

et sensiblement

} m K équation qui, avec ot ==. 86400*, donne en nombres Oi' = 86400 -h oS 0098G34

DERNIERS TRAVAUX DE l'aSTRONOSÏIE." 187

sua I.ES B3CPIiOSXOVS BES BOXiXBES £T XJk CBAUBUa BES AÉROXJTBES.

M. Regnault a réuni dans un Mémoire spécial lu à rinslitut les résultats des recherches faites dans une période de vingt ans, pour déterminer les pertes de chaleur qu'un gaz subit, lorsqu'il se détend dans les conditions si diverses où ce phénomène se réalise dans la nature et dans les expériences des laboratoires.

Ces expériences avec les tubes capillaires en argent prouvent que, lorsqu'un gaz coule, même avec une très-grande vitesse, suivant des parois très-étendues, il n'y a pas de dégagement sensible de chaleur que l'on puisse attribuer au frottement des molécules gazeuses sur ces parois.

Cette conclusion est en opposition avec les idées généralement admises, et l'on peut citer dilBférents faits qui semblent la contredire.

Un projectile qui traverse l'air avec une grande vitesse s^échauffe beaucoup. On -attribue ce fait à la chaleur qui serait dégagée par le frottement du projectile contre les molécules de l'air qu'il traverse.

Les bolides traversent notre atmosphère avec une extrême vitesse ; ils s'échaqffent ainsi jusqu'à devenir incandescents, jusqu'à fondre complètement, ou seulement à leur surface. On attribue encore ce fait à la chaleur dégagée par la friction contre les molécules gazeuses.

l88 CAUSES DB l'explosion DES BOLIDES.

Dans les deux cas, le dégagement de chaleur provient d'une autre cause, et il est dû uniquement à la chaleur dégagée par la compression de Vair,

Lorsqu'un niobile traverse l'air avec une vitesse plus grande que celle du son, l'élasticité de l'air est annulée dans ses effets, et la compression produite par le mobile n'a pas le temps de gagner les couches contiguës avant que celles-ci soient comprimées à leur tour par le mobile. Par suite de cette inertie, l'air se trouve comprimé comme il le serait dans un briquet à air. La chaleur provenant de cette compression passera, en grande partie, dans le mobile, dont elle élèvera la température. Le mobile ne sera d'ailleurs pas influencé par la détente de l'air qui produit du froid, car cette détente ne se fera que quand il aura passé. Ainsi le mobile, marchant avec la môme vitesse, recueillera toujours la chaleur qu'il dégage en comprimant Tair, et il ne subira pas le refroidissement produit par la détente subséquente des couches d'air qu'il vient de traverser.

Il est évident, d'ailleurs, que la compression de l'air sera d'autant plus énergique que le mobile sera doué d'une plus grande vitesse ; la température du mobile s'élèvera successivement jusqu'à ce qu'elle soit égale à celle que prend une couche d'air qui subit instantanément la même compression dans le briquet à air. On s'explique ainsi parfaitement la très-haute température que prend un bolide qui traverse notre atmosphère avec une vitesse beaucoup plus considérable que la vitesse de propagation du son.

Un échauffement du môme genre, mais plus faible,

CAUSES DE l'explosion DES BOLIDES. 189

se produira pour un mobile qui traverse Tair avec une vilesse moindre que celle du son. Dans ce cas encore, le mobile sera plus influencé par la chaleur dégagée par la compression qu'il ne le sera par la chaleur absorbée par la détente. Les deux effets se compensèrent sensiblement quand le mobile aura une très-faible vitesse.

Il n'y a de chaleur dégagée par le frottement de deux corps que lorsque les molécules de Tun d'eux au moins ne sont pas absolument libres, c'est-à-dire quand elles sont sous l'influence d'une force quelconque d'agrégation. D'après M. Regnault, cette liberté absolue n'existerait réellement que dans les fluides immatériels, tels que l'éther, qui transmet les vibrations lumineuses. Elle n'est pas parfaite dans nos gaz, et par cela seul le mouvement d'un gaz le long d'une paroi solide doit dégager une certaine quantité de chaleur, qui résulte uniquement de la transformation en chaleur de la perte de force vive subie par les molécules pour vaincre leurs résistances intérieures. Les expériences prouvent que cette quantité de chaleur est si petite pour l'air atmosphérique, qu'elle échappe à nos moyens d'observation.

Les recherches de M. Regnault ont été présentées à la séance de l'Académie des Sciences, le ii octobre 1869. A la séance du i5 novembre suivant, M. Delaunay lut la Note suivante Sur les explosions des bolides et sur les chutes d'aérolithes qui les accompagnent.

Les particularités qu'il s'agit surtout d'expliquer sont : I** la violence des explosions qui, bien que produites dans des parties élevées et peu denses de l'at-

igo CAUSES DE l'explosion des bolides.

mosphère, se font entendre fortement sur la Terre et dans une grande étendue de pays ; 2** la vitesse relativement faible avec laquelle les fragments des bolides arrivent sur la Terre, si on la compare à la vitesse énorme avec laquelle ces bolides se meuvent à travers Fatmosphère ; 3° la croûte noire et mince qui recouvre ces fragments en totalité et qui indique que chacun d'eux a été soumis sur toute sa surface à une chaleur très-forte et de très-courte durée, après sa séparation du reste du bolide auquel il appartenait.

Voici comment on peut s*en rendre compte :

La compression énorme de Tair qu'un bolide refoule devant lui, en vertu de la grande vitesse dont il est animé, ne peut se produire sans que cet air réagisse sur la partie antérieure de la surface du bolide, et exerce sur elle une pression considérable. En partant de données qui sont très-loin d'être exagérées, M. Haidinger, dans un Mémoire lu à l'Académie des Sciences de Vienne, évaluait à plus de vingt-deux atmosphères la pression résistante que ce bolide doit éprouver de la part de Pair. Une pareille pression tend évidemment à écraser le corps qui en est l'objet, et si ce corps, en vertu de sa forme et de sa constiti^tion intime plus ou moins irrégulières, présente des parties qui donnent plus de prise que le reste à l'action d'une aussi grande pression, elles peuvent céder et se détacher brusquement de la masse du bolide. On comprend d'ailleurs que réchauffement rapide et tout superficiel du mobile, depuis son entrée dans l'atmosphère, en occasionnant des dilatations dans les couches voisines de la surface, tandis que le reste de la masse n'éprouve rien de pa-

CAUSES DE L* EXPLOSION DES BOUDES. tQt

reil, doit amener des tiraillements intérieurs qui facili^nt singulièrement la rupture dont nous venons de parler.

Dès qu'un fragment du bolide est ainsi détaché et devient un corps isolé, sa masse se trouvant trop petite pour qu'il continue à résister par lui-même, comme le bolide tout entier, à la pression dont il est l'objet, il cède à l'action de cette pression et est repoussé en arrière par l'air comprimé, qui, en même temps se dilate en raison de la facilité qui lui en est ainsi partiellement oSerte. Il se produit là des circonstances absolument pareilles à celles qui se présentent dans nos bouches à feu, où une masse considérable de gaz, développée par l'inflammation presque instantanée de la poudre, se détend en repoussant le projectile solide qui fait obstacle à son expansion; puis, dès qu'elle atteint l'orifice de la bouche à feu, se répand rapidement et avec fracas dans l'atmosphère, en lançant en même temps le projectile avec une grande vitesse.

Ainsi s'explique tout naturellement l'explosion si intense du bolide. Divers fragments de ce corps peuvent d'ailleurs être détachés en même temps, ou presque en môme temps, en différents points de sa masse; ces fragments eux-mêmes peuvent également être brisés, et même quelquefois comme pulvérisés, en raison de leur forme et de leur peu de consistance, par la violence d'expansion du gaz qui les a séparés du reste du bolide : d'où les explosions multiples et plus ou moins prolongées que l'on entend si souvent lors de l'apparition des bolides.

Lancées par l'expansion de l'air comprimé, et cela

ig^ CAUSES 0E l'explosion des bolides.

en sens contraire du mouvement qu'elles partageaient quelques instants auparavant avec le reste de là ina|^ du bolide» ces parties fragmentaires perdent à peu près complètement la vitesse considérable dont elleâ étaient animées ; et elles arrivent à la surface de la^ Terre avec des vitesses très-grandes encore, il est vrai, mais qui ne sont guère que les vitesses de chute d^ corps tombant d'une grande hauteur dans l'atmosphère.!

Enfin l'air comprimé et très - fortement échauiïé,| qui a amené par sa pression résistante la rupture partielle du bolide et qui s'échappe rapidement par lesi brèches qu'il s'est ainsi ouvertes, enveloppe complé-| tement en se dilatant les divers fragments qu'il a détachés, et produit par son contact instantané cet échauffement et cette fusion superficiels qui se manifestent par la croûte noire et mince des aérolithes et par leur chaleur si peu persistante au moment de leur chute.

Le fait de la compression de l'air, par des corps qui le traversent à grandes vitesses est, depuis longtemps, connu de l'artillerie. A propos de l'explication précédente, le général Morin fit la remarque que dans les polygones, dont le sol est généralement à peu près horizontal, on remarque toujours, en avant des bouches à feu et jusqu'à une certaine distance, que la poussière est enlevée, projetée à droite et à gauche, par l'action de Tair comprimé, à la détente duquel s'oppose le voisinage du sol. Il en résulte aussi que, dans le tir en terrain horizontal, les portées sont plus j grandes que quand les bouches à feu tirent au-dessus d'un vallon ou d'un ravin.

' CAUSES DB L*EXPLOSION DES BOUDES. igd

Les anciens canonniers expliquaient cet effet, qu'ils trsôent remarqué, en disant que vallée attire le boa- \it, tandis que c'est, au contraire, l'obstacle opposé ^r le terrain horizontal à la détente de Tair qui relève étir.

Lorsque le tir a lieu parallèlement à un mur verti- Al et à peu de distance de sa paroi, si le mur est à (roiie, le projectile est dévié à gauche du plan du tir, tt réciproquement.

Cette compression de Tair, en avant des corps qui le traversent, dépend de la vitesse de leur mouvement, »i dans ses Recherches sur la résistance de ce fluide, Exécutées à Metz, en 1837 et i838, le général DiiioD, en observant la loi du mouvement de descente ians l'air de corps de diverses formes, abandonnés à leur propre poids, à l'aide d'appareils chronométriques Utyie d'une extrême précision, avait reconnu et dé' montré que, dans la période d'accélération de ce mouvement, l'expression de la résistance de ce milieu doit comprendre, outre un terme constant et un terme proportionnel au carré de la vitesse, un troisième terme proportionnel à l'accélération et dont l'existence est évidemment due à la compression de l'air.

L'explication précédente de M. Delaunay, sur la eause de l'explosion des bolides, coïncide avec celle que notre ami M. Phipson a donnée dans son volume sur les météorites, publié à Londres en janvier 1 867. Dans le Chapitre XVIII de cet Ouvrage, M. Phipson a discuté les vues de MM. Haidinger et de Reichenbach, d'après lesquelles l'explosion des bolides serait due à l'énorme pression subie par ces corps en ^^

Flammarion. — V. 9

194 DEUOBBS tlAVAUX DB L'ASlttONOMlB.

saut dans notre atmosphère ; distingua trois vitess différentes, dont un bolide est doné avant et apr sa chute, savoir : la vitesse dans Torbite, qui noi est inconnue; la vitesse avec laquelle il se meut aprl qu'il a quitté l'orbite, et en décrivant son trajet vel la Terre; enfin la vitesse avec laquelle tombent l| fragments de la météorite après Texplosion. 1

En dernier lieu, tout en admettant jusqu'à un certa point la théorie de M. Haidinger et de M.Reichenbac émise en i86i et i863,M.Phipson cite une expérien^ qu'il a faite, et qui lui fait penser que l'énorme pérature développée à la surface des météorites, dant leur trajet dans l'atmosphère, peut être tou^ seule la cause de l'explosion. Voici cette expérience j si l'on prend une petite balle composée de phospbor^ de chlorate de potasse et de gomme, telle que lesomm^ d'une allumette chimique, et qu'on la chauffe doud ment, elle s'enflamme et brûle vivement à une temM rature donnée ; mais, si l'on introduit soudainemen cette petite balle dans un espace ouvert au milieu d'al feu très-chaud, de sorte que sa surface soit portée! une très-haute température avant que l'intérieur d sa masse ait le temps d'être chauffé, la balle éclate : se produit invariablement une explosion. La mêffli expérience peut être faite avec des pyrites etave^ d'autres corps. Or c'est précisément ce qui a lie^ avec les météorites. Les calculs de sir John Herscbd et de M. Joule ont montré quelle énorme élévatioi de température la surface de ces corps subit pendanj leur trajet dans Tair, et la mince couche de croûti noire, ou vernis, que l'on remarque sur les météorites]

CAUSES DE l'explosion DES BOLIDES. IQS

MIS indique que cette chaleur intense ne pénètre l'à une forte petit distance dans Tinténeur de leur asse.

Sur ce même sujet de V incandescence des bolides , nre correspondant de Turin, M. Faà de Bruno, nous rappelé que le professeur Go vi a publié, en 1868, un émoîre sur ce fait qui était déjà attribué à la chaleur (gagée par la compression de Vair^ par laquelle . Regnault vient de Texpliquer. M. Govi a établi )tte opinion sur des calculs rigoureux. En partant de itte formule donnée par Schiaparelli :

Og (, ^ ^) = log (,+ 4-^) +o,o.6.r'^ HM,

ins laquelle

représente la vitesse actuelle du bolide parvenu à la couche d'air , où la pression barométrique est ^ __H.

10600 ' , la vitesse initiale du bolide; = 3,14159;

le rayon du bolide supposé sphérique ; ^ 9, 80604 :

ie poids du bolide ;

la hauteur d'une colonne d'air faisant équilibre à la colonne barométrique de hauteur fA, dans la couche où le bolide est arrivé; le module des logarithmes vulgaires, , en supposant qu'un bolide de rayon r = 0"*, i , ) densité = 3,5, entre dans l'atmosphère avec une visse du 5oooo mètres par seconde, il trouve qu'à

I9O DEBNIEIIS TBAVAtnL DB L'ASTEONOSIIB.

48 i5i mètres le bolide aurait déjà perdu 20979 mètn de vitesse et 49 191 mètres à i5 136 mètres dehauteu de sorte qu'il arriverait à la Terre avec la vitesse c 5 mètres environ ; ce qui expliquerait le peu de prc fondeur des brèches que les aérolithes ouvrent en ton bant à terre. En adoptant 425 kilogrammètres pot l'équivalent mécanique de la chaleur, le nombre ck calories au commencement serait de

ce qui expliquerait surabondamment les phénomène d'échauffement et de volatilisation observés.