DE LAPLACE

« On a, pour remonter à la cause des mouvements primitifs du système planétaire (1), les cinq phénomènes suivants : les mouvements des planètes dans le même sens et à peu près dans un même plan; les mouvements des satellites dans le même sens que ceux des planètes; les mouvements de rotation de ces différents corps et du Soleil, dans le même sens que leurs mouvements de projection et dans dès plans peu différents; le peu d'excentricité des orbes des planètes et des satellites; enfin, la grande excentricité des orbes des comètes, quoique leurs inclinaisons aient été abandonnées au hasard.

« Buffon est le seul que je connaisse, qui, depuis la découverte du vrai système du monde, ait essayé de remonter à l'origine des planètes et des satellites (2). Il suppose qu'une Comète, en tombant sur le Soleil, en a chassé un torrent de matière qui s'est réuni au loin, en divers globes plus ou moins grands et plus ou moins éloignés de cet astre ; ces globes, devenus par leur refroidissement opaques et solides, sont les planètes et leurs satellites. »

Cette hypothèse est inadmissible, et pour plusieurs raisons, surtout parce que la petitesse de la masse des comètes ne permettrait pas à l'une d'elles d'enlever du Soleil une quantité de matière égale à la masse totale des planètes.

Un tel concours de circonstances ne saurait être l'œuvre du hasard ; il faut qu'une cause générale ait dirigé tous ces mouvements. Laplace évalue la probabilité pour que les 42 mouvements

(1) Laplacb, Système du monde.

(2) Laplace oublie de mentionner ici le philosophe allemand Kant ; celai-ci avait, dans un ouvrage intitulé Théorie du ciel (175S), formulé une hypothèse intéressante sur Torigine du Système solaire. Certaines théories, postérieures à celles de Laplace, s'en sont partiellement inspirées.

connus de son temps — mouvements de révolution et de rotation du Soleil, des planètes et de leurs satellites — soient directs, quand on les rapporte à la position de l'équateur solaire. Il trouve plus de quatre mille milliards à parier contre un que cette disposition n'est point leffet du hasard. Probabilité singulièrement accrue depuis les découvertes modernes des nouvelles planètes télescopiques et de Neptune.

« Quelle que soit la nature de cette cause, puisqu'elle a produit ou dirig-é 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. 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 ses limites actuelles.

« Dans l'état primitif où nous supposons le Soleil, il ressemblait aux nébuleuses que le télescope nous montre composées d'un noyau plus ou moins brillant, entouré d'une nébulosité qui, en se condensant à la surface du noyau, la transforme en étoile. Si Ton conçoit par analogie toutes les étoiles formées de cette manière, on peut imaginer leur état antérieur de nébulosité précédé lui-même par d'autres états dans lesquels la matière nébuleuse était de plus en plus diffuse, 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. »

« Herschel, en observant les nébuleuses au moyen de

ses puissants télescopes, a suivi les progrès de leur condensation, non sur une seule, ces progrès ne pouvant devenir pour nous sensibles qu'après des siècles, mais sur leur ensemble, comme on suit dans une vaste forêt l'accroissement des arbres sur les individus des divers âges qu'elle renferme. Il a d'abord observé la matière nébuleuse répandue en amas

# divers dans les dififérentes parties du ciel dont elle occupe une grande étendue. Il 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'uQe manière uniforme, produit les nébuleuses que l'on appelle planétaires. Enfin, un plus grand degré de condensation transforme toutes 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 entouré autrefois d'une vaste atmosphère, considération à laquelle je suis remonté par l'examen des phénomènes du système solaire. Une rencontre aussi remarquable, en suivant des routes opposées, donne à l'existence de cet état antérieur du Soleil une grande probabilité »

« Mais comment l'atmosphère solaire a-t-elle déterminé les 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 (1); on peut donc conjecturer que les planètes ont été formées, à ces limites successives, par la condensation des zones de vapeurs, qu'elle a dû, en se refroidissant, abandonner dans le plan de son équateur »

En effet :

« L'atmosphère du Soleil ne peut pas s'étendre indéfiniment; sa limite est le point où la force centrifuge due à

(1) En effet, la vitesse diminuant par suite de la résistance du milieu, la force centrifuge diminuerait aussi et, par suite, l'attraction devenant prépondérante, les masses auraient fini par se précipiter sur le Soleil.

son mouvement de rotation balance la pesanteur (1 ) ; or, à mesure que le refroidissement resëerre l'atmosphère et condense à la surface de Tastre les molécules qui en sont voisines, le mouvement de rotation augmente ; car en vertu du principe des aires (2), la somme des aires décrites par le rayon vecteur de chaque molécule du Soleil et de son atmosphère et projetées 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 due à ce mouvement devenant ainsi plus g^rande, 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 dû, 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 la pesanteur.

« Si toutes les ioaolécules d'un £uineau de vapeurs continuaient de se condenser sans se désunir, elles formeraient à la longue un anneau liquide ou solide. Mais la régularité que cette formation exige dans toutes les parties de l'anneau

(1) On peut facilemeot calculer cette limite; appelons r la vitesse angulaire de rotation du système, c'est-à-dire, en supposant ce mouvement uniforme, Taugle dont le rayon recteur d'une molécule quelconque (distance de cette molécule à Taxe de rotation) tourné en une seconde ; et soit d la limite cherchée. La mécanique montre que la force centrifuge est, à cette limite, égale à r* d.

D autre part, l'attraction sur l'unité de masse à la distance d peut être, d'après

la loi de Newton, en appelant M la masse totale du système, représentée par

•r,. En écrivant que ces deux forces s'égalent en cf, on a :

D'où l'on tire

On voit donc que si r augmente, d diminue et que par conséquent, comme le éït Laplace, des zones successives de vapeurs doivent se trouver, en vertu de la force centrifuge, soustraites à l'attraction de la masse centrale.

(2) Voir plus haut, p. 12. — Puisque les aires balayées pendant l'unité de temps doivent toujours être égales, on voit qu'à mesure qu'une molécule se rapproche du Soleil, son rayon vecteur doit tourner de plus en plus vite.

et dans leur refroidissement a dû rendre ce phénomène extrêmement rare Aussi le système solaire n'en offre-t-il qu'un seul exemple, celui des anneaux de Saturne {/ig. 6).

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 à la même distance autour du Soleil.

Ces masses ont dû prendre une forme sphéroïdique , avec un mouvement de rotation dirigé dans le sens

moiiienrQXnn"pVemior"nD'Au A^v^nt* ^^ '^^^ évolution, puisque en verlu de la force centrifuge, de so dé- leS moléCules inférieures tacher de la massa centrale S. avaient moins de vitesse

iucii™rn\ pi^ïi p[ancte Saturne. féelleque les supérieures (1 );

elles ont donc formé autant de planètes à l'état de vapeurs. Mais si l'une d'elles a été a^sez 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 sphé-

(11 Ces

a planète T considé- . 7), AM IB courbe

ir perpétuel pour une hémisphère,

roïdique de vapeurs, circulant autour du Soleil , ayec 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 cas dans les quatre petites planètes

qui se meuvent entre Jupiter et Mars

« Maintenant, si nous suivons les cliangreraents qu'un re-

Fig. a. — Fonnaiion dosïBiime plani*i»ir«.

froidissement ultérieur a dû produire dans les planètes en Tapeurs dont nous venons de concevoir la formation, nous Terrons naitre au centre de chacune d'elles un noyau s'accroissant sans cesse par la condensation de l'atmosphère qui l'environne. Dans cet état, la planète ressemblait parfaitement au Soleil à l'état de nébuleuse où nous venons de le considérer; le refroidissement a donc dû produire, aux diverses limites de son atmosphère, des phénomènes sembla-

«Ires, do

■ni noua avoo. pari* plus h»ul (V. p. 11), »

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