Arago, Astronomie populaire, l. I, p

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Bien que les essais qu’on avait faits avec ce télescope fussent tout à fait encourageants, il se passa encore bien des années avant qu’on l’introduisît délinitiveraent dans la pratique de l’astronomie.

Les peeiuiers iiiicroinètrcs. — Hlnlvasia, Aiizout

et Picaisl.

Dès que l’usage des lunettes astronomiques et des télescopes commença à se répandre, on sentit le besoin d’un petit appareil, d’un micromètre, adapté à ces instruments, pour mesurer les objets qui venaient s’y peindre, surtout pour mesurer plus exactement les diamètres apparents du Soleil, des planètes et des satellites. Jusqu’alors on s’était contenté d’évaluer les angles que ces astres sous-tendent en comparant leurs images focales aux images de cercles de papier d’une grandeur connue et qui étaient placés à des distances déterminées.

Huygens substitua à ces procédés primitifs une méthode nouvelle, plus exacte, dont il donna la description dans son Systema Salurninum (La Haye, 1659). Celte méthode consistait à placer au foyer commun de l’objectif et de l’oculaire d’une lunette une lame de cuivre triangulaire, moljile entre deux coulisses établies aux deux côtés opposés du tube. En faisant glisser la lame, on cherchait dans quelle partie elle couvrait exactement le diamètre de la planète observée ; la largeur de la lame en ce point, comparée au diamètre de la pièce- circulaire qui terminait le champ, et dont la valeur en minutes et secondes était déduite du temps du passage d’une étoile équatoriale, faisait connaître le diamètre cherché. Il n’y eut guère qu’Huygens qui ht usage de ce micromètre.

En 1662, le marquis Malvasia, sénateur de Bologne, décrivit, dans la Préface de scs Éphémérides, un micro-

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mètre de son invention. Ce micromètre, qui fut employé par T. Mayer dans son beau travail sur la libration de la Lune, se compose de plusieurs bis d’argent déliés, se croisant à angles droits. Le champ de la lunette se trouve ainsi divisé en petits espaces rectangulaires, dont les dimensions en minutes et secondes étaient déterminées par le temps qu’une étoile connue employait à les parcourir.

Au lieu du grand nombre de lils dont se composait le micromètre de Malvasia, Auzout et Picard imaginèrent', en 1666, de n’employer ([ue deux bis dont l’un était fixé au corps de la lunette, tandis que l’autre pouvait se mouvoir parallèlement à lui-même au moyen d’une vis. Mais i’em])loi d’une vis, dont les pas pouvaient être difficilement régies avec une précision mathématique, exposait l’observateur à des erreurs d’autant plus graves qu’il n’avait aucun moyen de les corriger. C’est pourquoi Picard préférait, ayirès chaque mesure, déterminer l’écart des deux bis, en transportant tout l’appareil sur une règle dont il observait les divisions à l’aide d’un microscope. Le micromètre ainsi modifié devint bientôt d’un usage général.

Mais on ne s’arrêta point là : pour réduire la grosseur des doux bis entre lescpiels l’astre devait être compris, on substitua des fils de cocon de soie aux lames et aux bis métalliques. Hooke employa des cheveux, et Labire ces blaments de verre flexible qu’on obtient si facilement à la lampe de l’émailleur. Plus tard, les fils de soie, les cheveux, etc., furent remplacés par les diagonales des toiles d’araignée , auxquelles on a depuis préféré les bis de platine extrêmement déliés qu’on obtient par un ingénieux procédé de Wollaston. Enfin, dans ces derniers temps, on est yiai'venu à se dispenser de toutes les précautions minutieuses qu’exigeait l’emploi du micromètre d’Auzout et de Picard : on peut maintenant regarder les tours de la vis, dans quelque sens qu’on l’ait fait mouvoir,

1. Voyez t. VII des Mémoires do l’Académie des sciences, année 166î.

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comme la mesure de l’intervalle des fils, et lire immédiatement la valeur du diamètre qu’on observe sur le cadran à grandes dimensions dont la tête de la vis est munie

Lunette méridleiiiie. Horloges à peucliiles, — Iluygeiis,

Établir une lunette à demeure dans le plan du méridien et mobile autour d’un axe, était une idée tellement simple qu’elle aurait dû se y)résonter déjà à l’esprit de Galilée. Cependant elle ne fut réalisée que par Rœmer vers l’an 1700. La lunette méridienne, combinée avec la pendule sidérale, est depuis lors employée dans tous les observatoires pour noter le passage d’un astre au méridien, pour en prendre Y ascension droite.

Un instrument destiné à mesurer exactement le temps est absolument indispensable aux astronomes. Les clepsydres et les sal)licrs remplissaient très-imparfaitement ce but. Depuis que Galilée avait découvert l’isoclironisme des oscillations du pendule, les astronomes essayèrent de s’en servir : un aide comptait les oscillations fournies par une chaînette qu’il faisait mouvoir et à ^extrémité de la- (fuelle était suspendu un poids. C’était là un procédé aussi inlidèle que fastidieux. Pour y remédier, Huygons supprima d’abord l’aide-comptcur, et donna au rouage des horloges un mouvement régulier, uniforme, ])ar le mécanisme, suivant : Une lige de fer, au bas de laquelle est suspendu un poids et qui représente le pendule, communique en haut un mouvement alternatif à un essieu garni de deux petites palettes (le régulateur), disposées de manière qu’à cha([ue oscillation elles ne laissent passer qu’une dent de la roue avec la([uelle elles s’engrènent. De là, pour les roues de l’engrenage, un mouvement aussi uniforme que

1, Arago, Astronomie populaire, t. II, p. 50.

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celui du pendule même. Bien plus : la pression exercée par les dents de la première roue contre les palettes du régulateur communicpie au pendule à peu près la même quantité de mouvement ({u’il en perd à chaque oscillation par le frottement et la résistance de l’air ; l’horloge no peut donc s’arrêter que lorsque le poids ou le ressort a cessé d’agir L Tel est le principe des horloges à pendule. Huygens présenta la première horloge de ce genre aux États-Généraux de Hollande, le 16 juin 1657, et leur demanda un brevet pour son invention, qu’il a décrite dans son Horologium^ petit traité de dix pages, placé en tête du l"vol. de ses Opéra varia. (Leyde, 1724, in-4°. )

Huygens songea bientôt à perfectionner son invention. Il avait remarqué qu’il n’y a pas, contrairement aux assertions de Galilée, d’isochronisme parfait entre les oscillations d’étendue inégale. Craignant que ces petites différences accumulées ne fissent à la longue une somme trop sensible, il se proposa de rendre les oscillations géométriquement égales , quelle que fût leur amplitude. Ce problème le porta à déterminer la courbe le long de laquelle un corps doit rouler afin que, de quelque point que sa chute commence, il mette toujours le même temps pour arriver au plus bas. Il trouva que cette courbe est celle que tracerait en l’air le point d’une roue roulant sur un plan uni ; en un mot, c’était la cycloïde qui jouissait de la propriété requise*. Il lui fallut donc inventer un

1. Suivant Young [Lectures onnatural Philosophy, t. I, p 181), ce fut Sanctorius qui, en 1612, employa le premier le pendule comme modérateur du rouage d’une horloge,

2. Ce genre de courbe a reçu depuis le nom de tautochrone. La cycloïde est la courbe tautochrone dans le vide et dans l’hypothèse de l’accélération uniforme des graves et des directions parallèles. Si ses directions sont convergentes vers un point, et que la pesanteur varie comme la distance au centre, la tautochrone sera, comme l’avait observé Newton, l’épicycloïde.

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moyen pour faire décrire au poids du pendule une cycloïde. G’est là ce. qui le conduisit à la théorie des Développées h Il trouva que, ]joiir que, dans le cas en question, le centre du pendule décrivît une cycloïdc, il fallait en déterminer la Développée, et faire en sorte que le fil du pendule s’appliquât sur elle dans ses mouvements. Or cette nouvelle courbe ( la Développée ) était encore une cycloïde égale, mais posée en sens contraire. En conséquence, il imagina un mécanisme particulier pour faire exécuter les oscillations du pendule entre deux arcs de cycloïde. Cependant, quelque ingénieux que fût ce mécanisme, on s’aperçut bientôt (pi’il était inutile dans la prati(|ue, et (pi’en faisant décrire au ])cndule de très- ])Ctits arcs, on obtenait une régularité suflisante même pour les horloges les plus sensibles. Huygens a donné la description de son horloge à pendule cycloïdal dans son Horologium oscillatorium . Paris, 1673, in-fol.

L’invention de Huygens fut vivement criticjuée par I R. Hooke, qui proposa de remplacer le pendule par le , balancier. Hooke paraît aussi avoir eu le premier l’idée 1 d’a])plic{uer un ressort au balancier des montres, pour en I régler le mouvement*.

Découverte «le l’anneau et des satellites de Saturne.

La planète Saturne se présente à une lunette faible, comme l’était celle de Haliléc, sous la forme d’un astre anguleux. G’est ce qui avait fait croire à Galilée cfue cette

1. Voyez noire Histoire des Mathématiques, où se trouvent aussi plus (le détails sur la vie d’IIuygens.

2. Hubert Hooke (ne en ItillS à Fre<h\vater, dans l’ile de Wight, mort en 17ü;i) rivalisait avec Huygens pour son habileté comme lastronome mécanicien. 11 prol'essa rusUonomie au collège de Gresliam là Londres.

HISTOIRK DK L’ASTHUNUMIP:.

planète étrange était formée de deux satellites, faisant coi'j)s avec elle*. Mais (juel fut son étonnement lorsqu’il vit ces prétendus satellites, qu’il avait poétiquement comparés « à des serviteurs donnés au vieux Saturne pour l’assister dans sa décrépitude, » l’abandonner soudain. 11 osa, à la vérité, prédire leur retour, mais ils re]>araissaient sous tant de formes diverses, qu’ils déroutèrent toutes ses conjectures. Le découragement de Galilée perce dans une lettre à Velser, de 1612. Aussi depuis cette époque le grand observateur ne s’occupa-t-il ])lus de Saturne.

Pendant environ quarante ans, aucun astronome ne parvint à fixer « le Protéo céleste. » Hévélius lui-même, malgré la grandeur de ses télesco])es, ne réussit point à s’éclairer sur « le retour périodique des phases saturnines. »

Parmi les nombreuses conjectures qui furent alors émisds, il n’y a que cellcs.de lïoborval et de Gassiui qui méritent d’être mentionnées. Le premier attribuait ces singulières apparences à « des amas de vapeurs rélléchissant la lumière sous l’équateur de Saturne. » Gassiui en voyait la cause dans un essaim d’astéroïdes, véritables satellites fort rapprochés de l’astre et tournant autour de lui. Mais il abandonna son opinion® devant l’explication qu’allait donner Huygens.

Ge célèbre mécanicien astronome fabriquait lui-même ses télescopes qui, sans être d’une longueur démesurée, surpassaient tout ce qu’on avait fait cii ce genre. Aussi fut-il le ])remier avoir Saturne entouré d’une bande lumineuse. Il constata ainsi « qu’à mesure que la planète passe dans certaines })ositions à l’égard du Soleil et de la Terre, les bords ou anses de la bande lumineuse s’élargissent, allée-

1. Lettre de Galilée du 13 novembre 1610, écrite à Julien de Médicis.

2. L’idée de Dominique Cassini fut reprise par son fils Jacques, dans scs Éléments d'Aslronomie, 1. 1, p. 338.

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tout la forme d’une ellipse allongée, cl prennent l’apjiarcnce ({u’au-rait l’intervaîle de deux cercles concentriques, vus obliqutmenl ». C’est ce ({ui lui suggéra l’idée ([uc ces phénomènes étaient ])rodnils par un corps lumineux et circulaire^ scmhlaljle à un anneau incliné sur l’éclipti(|uc. Il lit cette découverte en 1655, et il l’annonça l’année suivante ^ dans une espèce d’anagramme ainsi disposée aaaaaaa ccccc d eeeee g h iiiiiü Ull mm nnnnnnnnn oooo PP q rr s tint uuuu, ce ipii, en mettant chaque lettre à sa place, signifie : Annulo cingüur tenui, piano, nusquam cohærenle, ad ecliplicam incUnalo, [Saturne] est entouré ' d’un anneau mince, plan, nulle part adhérant, et incliné sur l’éclipti{pie.

Personne n’ayant pu deviner cette énigme, l’auteur rex])liqiul lui-mème trois ans après, dans son Systema Salurninum. Tous les astronomes reconnurent depuis lors l’exactitude du fait^. Seul le P. Fahri lança, sous le pseudonyme A' Eustachii Divini, un libelle contre Huygens, où il contestait les observations de ce dernier, en proposant un autre système. Il se rallia cependant plus tard à l’opinion de Huygens. Nous ne dirons rien des idées de Gallet, astronome d’Avignon, qui soutenait encore, en 1684, que « toutes les apparences de Saturne, aussi bien que celles de Jupiter, n’étaient que des illusions occasionnées par les réfractions des veiTOs. » '