VISION

165. Les nébuleuses et leurs stades successifs. — Naissance des planètes. — Vers cette époque, Herschel venait, à l’aide du puissantstélescope qu’il avait construit, de découvrir dans le ciel une quantité considérable de nébuleuses. Jusqu'à lui, on n'en connaissait qu'une centaine; il en découvrit, à lui seul, plus de deux mille cinq cents.

« En observant les nébuleuses — dit Laplace lui-même, dans son Exposihion du système du Monde — à l'aide de ses puissants télescopes, Herschel 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 de divers âges qu'elle renferme. Il a d’abord observé la matière nébuleuse répandue en amas divers dans les diflérentes 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’une manière uniforme, produit les nébuleuses que l’on appelle planétaires. Enfin, un plus grand degré de condensation transforme ces nébuleuses en étoiles.

« Les nébuleuses, classées d’après cette vue philosophique, indiquent avec une extrème vraisemblance leur transformation future l'état antérieur 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. »

On est donc amené à envisager une nébuleuse, portée à une température très élevée, dont tous les éléments constitutifs s'attirent les uns les autres, conformément à la loi de l’attraction universelle, et qui tourne d'un mouvement général, avec une faible vitesse, autour d’un axe qui passe par son centre de gravité.

Dans ces conditions, la nébuleuse prendra une figure d’équilibre qui sera à peu près sphérique, comme le montre une curieuse expérience due au physicien belge Plateau. Dans cette expérience, Plateau avait introduit, à l'aide d’une pipette, de l'huile au sein d’un mélange d'alcool et d’eau ayant exactement la même densité qu'elle: dans ces conditions, la goutte d'huile, soustraite à l’action de la pesanteur par la poussée hydrostatique du liquide dans lequel elle est immergée, n'est soumise qu'aux attractions moléculaires, sous l’action desquelles elle prend et conserve la forme sphérique.

Ainsi la masse nébuleuse, tournant très lentement, a une forme à peu près sphérique. Cette forme, elle la conserverait indéfiniment sans l'intervention d’une nouvelle qui s'oppose au maintien du statu quo : cette cause, c'est le refroidissement progressif de la nébuleuse incandescente, par suite de son rayonnement continu vers l'espace froid.

Il en résulte une contraction lente, progressive, et comme la

en étoiles et de

cause

et la PHOTOGRAPHIE d'une même nébuleuse PLANETAIRE de la Grande Ourse

Photogr servat

La nebuleuse

D'apr ire du Mont Wilso

NEMESSANICE DÜUNSOLETT, "DES

masse totale ne change pas, à mesure que ses dimensions diminuent, sa vitesse de rotation augmente, parce que la masse se rapproche de l'axe; si la contraction diminue les dimensions de moitié, on démontre en Mécanique que la vitessede rotation doit devenir quatre fois plus grande; neuf fois, si la contraction ramène les dimensions au tiers de leur valeur primitive.

Mais, avec l'accroissement de la vitesse angulaire de rotation apparait un accroissement connexe de la force centrifuge qui comporte immédiatement comme conséquence un aplatissement de plus en plus grand de la nébuleuse, et il arrive même un moment où des zones de matières s'échappent, par suite de cette force centrifuge, dans le plan de son équateur.

Au moment où elles se sont séparées de la masse, ces zones étaient animées d’un mouvement de rotation autour de l'axe, avec une certaine vitesse; ce mouvement, cette vitesse, elles les ont conservés, et chacune de ces zones continue à tourner en forme d'anneau, concentrique à la masse centrale restante.

Comme le rayonnement n’est pas symétrique dans toutes les directions de l’espace, il arrive un moment où il se trouve être plus intense en un point de l'anneau; en ce point, le refroidissement est plus rapide, la contraction y est plus forte, la matière s'y accumule et un noyau se forme, corps secondaire réunissant sur lui toute la matière qui formait l'anneau et qui, maintenant, se trouve accumulée en un corps unique continuant à graviter autour de la masse centrale : c'est une planète qui est née. Laplace démontre mathématiquement que la condensation de la zone des vapeurs qui a engendré la planète a dû en même temps imprimer à celle-ci un mouvement de rotation, dans le sens direct, autour de son axe.

Et si une des zones détachées de la nébuleuse n'arrive pas à un état de condensation complet, elle peut se condenser en plusieurs points; ainsi se comprend l'existence de l'anneau des petites planètes qui circulent entre Mars et Jupiter.

166. Naissance des satellites. — Le Soleil. — Donc, nous avons assisté à la naissance d’une planète, formée d’un morceau détaché de la nébuleuse centrale qui se contracte de plus en plus en se refroidissant sans cesse.

Cette planète, de masse moindre que le noyau central, va se refroidir plus vite : de deux morceaux de fer d’inégales dimensions, chauflés à blanc au même feu de forge, c’est le plus petit qui se refroidit le plus vite. Les planètes vont donc se refroidir plus vite que le noyau central restant.

Au moment de sa formation, la planète, morceau détaché de la nébuleuse originelle, n’est pas encore à l’état solide; aussi sa rotation va-t-elle agir sur elle comme elle avait agi précédemment sur la nébuleuse entière; elle va en détacher, à l'équateur, une ou plusieurs bandes. Ces bandes tourneront autour de la planète dans le sens direct; leur maticre se réunira en un noyau, et chacun de ces noyaux sera un satellite. Ces satellites, de masse beaucoup plus petite que celle de la planète, se refroidiront plus vite encore : et cela explique pourquoi la Lune, notre satellite, est déjà un monde mort.

Et, alors, ce sont les planètes qui se refroidissent à leur tour, passent à l'état liquide, puis à l'état pâteux, enfin se solidifient à la surface en se recouvrant d’une croûte solide.

De sorte que, à la fin du stade, ce qui reste de la nébu leuse primitive, c'est l'étoile centrale, le Soleil, qui doittourner sur luimémetoujours dans le méme sens et dont le plan de l’équateur doit coinci der avec celui de la nébuleuse, lequel doit être également, à peu de chose près, celui de toutes les orbites des planètes qui n'en sont que des morceaux déta chés par l'eflet de la force centriluge max in UM

La NÉBULEUSE SPIRALE (M.74)des Poissons, d'après une photographie d'Isaac Roberts, dont le

PLANÉTES ET

SADELLIPES

DES

Nébuleuse AMORPHE du Cygne.

était à l'équateur. Telle est la belle, simple et grandiose conception de Laplace.

Elle a reçu d'ailleurs, par la découverte ultérieure de l’analyse spectrale, une éclatante confirmation. Le spectroscope n'a-t-il pas prouvé, en eflet, que le Soleil et la Terre étaient constitués des mêmes matériaux? Et sans doute en est-il de même pour les autres planètes du système solaire. De plus, comme, au début, la Terre, ainsi que toutes les autres planètes, a été un globe ardent, on comprend facilement qu'elle ait conservé, sous son écorce solide qui le préserve du refroidissement ultérieur, ce noyau central igné, formé de matières incandescentes qui se font jour à travers l'écorce, lors des éruptions volcaniques.

167. Objections à la théorie de Laplace.— Ainsi la théorie cosmogonique de Laplace explique bien tous les mouvements planétaires.

En ce qui concerne les comètes, dont les orbites sont dirigées dans les plans les plus capricieusement orientés, Laplace croyait qu'elles étaient étrangères au système solaire primitif : elles n'en faisaient point partie au début et ne seraient pas, d'après lui, issues de la nébuleuse originelle, Il les considère comme de petites nébuleuses vagabondes, errant dans l'espace et que le Soleil, par la force de son attraction, aurait caplées au passage en les déviant de leur route.

Mais l'hypothèse de Laplace se trouve en défaut devant quelques faits, bien établis par l'observation, en Astronomie; et, au nombre des principaux de ces faits, il faut placer en premier lieu la rotation rétrograde de certains satellites d'Uranus, de Neptune, de Jupiter et de Saturne. Ainsi, jusqu'à l'orbite de Jupiter, tout se passe conformément aux prévisions de l'hypothèse Laplacienne; mais au delà, pour Uranus et Neptune, pour les derniers satellites de Jupiter et de Saturne, s'il est vrai que les translations de ces deux planètes autour-du Soleil s'elfectuent bien dans le sens direct, du moins les rotations de leurs satellites s'eflectuent dans le sens rétrograde. Laplace, d'ailleurs, ignorait ces faits, qui, s'il les eût connus, l'eussent

peut-être empêché de formuler sa géniale hypothèse.

166 LA. THÉORIE D'ARRHENTUS

héor e Laplace ne donne pas la raison com-

xes de rotation des planètes sur

5 ir mouvement de rotation, étant

nce de vitesse entre le bord intérieur et

l'anneau détaché qui leur a donné naïis-

fectuer toujours autour d’un axe perpendi-

au plan de l'orbite. Or cette condition n’est réalisée à

peu près que pour Jupiter ; toutes les autres planètès ont leurs axes plus ou moins inclinés sur le plan de leurs orbites.

168. La théorie de M. du Ligondès. — M. du Ligondès, ancien élive de l'Ecole polytechnique et colonel d'artillerie, a proposé une théorie cosmogonique diflérente de celle de Laplace. .

Pour ce savant officier, ‘le point de départ n'est plus la nébuleuse de Laplace, dont les mouvements sont déjà régularisés par le frottement : c’est un chaos véritable, chaos qui rappelle la conception des physiciens modernes relativement à la structure des milieux gazeux et qui les a conduits à la théorie cinétique des gaz. Nous n'avons plus qu'un essaim de projectiles, se croisant dans tous les sens.

Quelle est la nature de ces projectiles? gazeux? solides? peu importe. Entre eux il n’y a que le vide intersidéral, ou, tout au moins, il n'y a qu'une atmosphère assez raréfiée pour ne pas contrarier leurs mouvements. De temps en temps, ces mouvements sont troublés par les chocs qu'ils amènent, et ce sont ces chocs qui, précisément, produisent l’évolution. S'il n'y avait ni chocs ni résistances passives, ces projectiles pourraient, malgré leurs attractions réciproques, circuler indéfiniment sans montrer de tendance à la concentration, de même que, dans le vide, les planètes tourneraient éternellement autour du Soleil sans jamais tomber sur lui. Supposons, au contraire, deux planètes circulant en sens contraire sur la même orbite : elles se rencontreront; leurs vitesses seront détruites par le choc et elles tomberont sur l’astre attirant dont elles augmenteront la masse.

Dans les «chaos» de M. du Ligondès, de pareils chocs doivent être fréquents; il y a donc concentration progressive

La grande lunette de 40 « à observer

ic l'observatoire du VATICAN seryant NEBULEUSES

de la masse qui s'organise peu à peu. Les planètes et le Soleil se différencient, puis se « nourrissent »

de la matière ambiante qu'elles finissent par absorber. Le calcul montre que, par le jeu même de ces chocs, on arrive à un système d'’orbites peu excentriques et peu inclinées les unes sur les autres. Alors le chaos se trouve, à la longue, remplacé par un « monde »

admirablement ordonné.

Cette belle théorie a le mérite de se rapprocher de celle des gaz. Aujourd'hui la conception de la structure électronique de la matière lui donne un attrait de plus; les physiciens modernes ne nous ont-ils pas démontré qu'une molécule est un véritable « systeme solaire » en miniature, dans lequel des électrons gravitent tout autour d'un noyau central?

Mais elle n’explique pas certaines particularités des mouvements satellitaires, non plus que l'inclinaison excessive de l'axe d’'Uranus.

Il a donc fallu chercher dans une autre direction l'explication de l'origine du monde. Nous allons voir comment Arrhenius y arrive, par la considération de la pression de radiation.

Le R. P. HAGEN, S. J.

directeur de l'observatoire du VATICAN.

169. Théorie d'Arrhenius. La Pression de radiation. — Pour expliquer ces divergences, le savant suédois Syante Arrhenius a proposé une théorie qui donne fort peu de prise aux objections. Cette théorie modifie en certains points celle de Laplace, en la complétant par l'introduction de forces nouvelles, découvertes en physique il y a peu d'années, et que l'on ne peut reprocher à Laplace d’avoir laissées de côté, puisqu'elles étaient inconnues à son époque.

La force nouvelle qui joue un rôle considérable, comme on va le voir, dans l'origine et l'évolution des mondes est la Pression de radiation.

Qu'est-ce que cette « Pression de radiation »?

Le grand physicien anglais Clerk Maxwell démontra le premier, dès 1873, que les radiations exercent, sur les corps qu'elles viennent rencontrer, une véritable « pression » dont la grandeur est mesurée par la quantité d'énergie contenue dans l'unité de volume. Le physicien russe Lebedeff a eu le mérite de vérifier le premier, par l'expérience directe, l'existence effective de cette pression, découverte par le calcul et pourtant bien petite, puisque, si l’on imagine un corps noirci placé contre la surface du Soleil, la pression sur ce corps, due à la radiation solaire, n’est que de 2 milligrammes 3/4 par centimètre carré. Il importe de remarquer que le fait que les radiations puissent exercer, Sur un corps qu'elles rencontrent, une pression matérielle, démontre par là mème que ces radiations sont douées d'énergie et, par conséquent, de masse. Il n'est pas inutile de rappeler cette découverte capitale de l'illustre physicien anglais au moment où l’on tend à attribuer à l'Allemand Einstein la gloire d'avoir découvert, cinquante ans plus tard, que l'énergie est douée de masse !

Le professeur Arrhenius a démontré par le calcul que, pour une sphère très petite et non transparente, située au voisinage du Soleil et dont le diamètre serait un peu inférieur à un micron (un millième de millimètre), la force répulsive résultant de la pression de radiation l'emporterait sur l'attraction solaire et la petite sphère serait chassée dans l’espace. Si le diamètre de la petite sphère diminuait encore, en supposant qu'elle conservat la mème densité, si par exemple il devenait inférieur à un dix-millième et demi de millimètre (0m%,00015), la force répulsive deviendrait 10 fois plus forte que l'attraction solaire et la petite sphère serait, non plus chassée, mais « lancée » dans l’espace, loin de la surface du Soleil.

Les astres brillants, les soleils ou les étoiles, peuvent donc, par le seul eflet des radiations qu'ils émettent, lancer ainsi dans le ciel des particules très petites de matières peu denses, parti-