Le mouvement de translation de la Terre autour du

oleil. — Nous avons dit que la Terre avait deux mouvements rincipaux : celui de rotation, qui la fait tourner autour de la igne de ses pôles, et celui de {ranslafion, en vertu duquel elle décrit son orbite elliptique autour du Soleil.

Nous avons donné les preuves expérimentales du premier de ces deux mouvements. Mais il est possible de démontrer matériellement le second.

} Cette démonstration a été faite par l’astronome anglais Bradley, qui découvrit le phénomène de l'aberration de la Lumière.

Nous allons essayer de donner une idée de ce phénomène et d'en montrer l'importance démonstrative au point de vue de l'existence du mouvement de translation de la Terre.

| 44. L'aberration. Prenons une comparaison matérielle. Supposons-nous placés sur le pont d’un navire qui tournerait à la surface de la mer en faisant un trajet constamment circulaire et imaginons que, pendant que notre bateau décrit ainsi, perpétuellement, la même circonférence de cercle, une pluie abondante tombe verticalement.

| A cause de la vitesse du navire, il nous semblera que la pluie, au lieu de tomber verticalement, tombe obliquement, puisque, par suite du déplaceme nt de notre bateau, nous allons «au devant d'elle » et qu'elle nous fouette toujours la figure, Nous aurons ainsi l'impression qu'elle vient du Nord quand, en tournant sur son cercle, le navire va vers le Nord; nous aurons, au contraire, l'impression qu'elle vient du Sud quand, lau cours de sa promenade circulaire, le navire fera un instant route vers le Sud, et de mème pour les autres points cardinaux.

Si nous rapportons la direction apparente de la pluie, ainsi observée, à la direction fixe de la verticale vrate, cette direction apparente décrira donc autour de la verticale vraie un cône qui sera d'autant plus ouvert que la vitesse du navire sera plus grande par rapport à la vitesse de chute de la pluie.

Inclinaison apparente des gouttes de pluie tombant verticalement, pour

un observateur se déplaçant dans le sens de la flèche (principe del ABERRATION)

36 LA PRÉCESSTONN=MLAMNMEURPATRROIN

Si, alors, nous coupions ce cône par une sphère centrée sur l’orbite que décrit notre bateau à la surface de l'océan, nous aurions, comme ligne d'intersection, un petit cercle qui serait l'image de celui que le bâtiment décrit sur la mer, et qui serait d'autant plus grand que la vitesse du navire par rapport à la vitesse de la pluie serait elle-même plus grande.

Eh bien! c’est tout simplement cela qui constitue le phénomène de l’aberration.

emplaçons les gouttes de pluie par les rayons lumineux, parallèles que nous envoie une étoile; remplaçons le cercle décrit par le navire par l'orbite de la Terre autour du Soleil : nous FIG. 52. — Le cône décrit parl'axe de devons avoir, sur la sphère céla Terre (PRÉCESSION des équinoxes). leste, de petites ellipses, images

de la grande ellipse décrite par la Terre si son mouvement de translation existe réellement.

Or, Bradley a découvert par des observations précises l'existence de ces petites ellipses apparentes décrites par les étoiles; c'était donc la démonstration matérielle du mouvement de translation de la Terre autour du Soleil.

45. L'action de la Lune sur les mouvements de la Terre. La précession des équinoxes. — Ainsi la Terre, sous l’action de l'attraction du Soleil, décrit autour de l’astre une orbite elliptique, l'échiptique, et, en mème temps qu'elle décrit cette orbite en un an, elle tourne sur elle-même, en un jour, autour d'un axe incliné de 66° 1/2 sur le plan de son orbite. Ce sont les deux mouvements principaux : la franslation et la rotation de la Terre.

Si notre globe était rigoureusement sphérique, et s'il n'était pas accompagné d'un satellite, la Lune, qui tourne autour d'elle à une distance égale seulement à 60 fois le rayon terrestre, ces deux mouvements seraient les seuls que notre planète eflectuerait autour de l’astre du jour.

Mais, d’abord, la Terre n’est pas rigoureusement sphérique et, ensuite, elle est escortée de son satellite, la Lune.

Le défaut de sphéricité de la Terre se traduit par son aplatissement aux pôles et par son renflement à l'équateur; en un mot, par son « bourrelet équatorial ».

Or, ce bourrelet fait que l’on ne peut plus traiter, dans les calculs d'attraction, la Terre comme un corps rigoureusement sphérique dont toute la masse serait accumulée au centre; la présence de son renflement équatorial rend dissymétriques les attractions exercées sur elle par les astres les plus voisins. Ainsi la Lune et le Soleil, en agissant sur les deux moitiés de ce bourrelet équatorial, les attireront de façon différente, avec des forces inégales, et l'inégalité de ces attractions aura un effet inattendu; elle tendra, si l’on peut ainsi dire, à faire « chavirer » la Terre.

La Lune et le Soleil, qui sont les astres les plus rapprochés de la Terre, agissent ainsi sur elle d’une façon très appréciable : la Lune, malgré sa faible masse, à cause de sa grande proximité de la Terre, dont elle n’est distante que de 30 fois le diamètre de celle-ci; le Soleil, malgré sa distance plus considérable de 23000 rayons terrestres, à cause de l’énormité de sa masse qui est égale à 324 000 fois celle de notre globe. Et cette double action a pour effet de modifier d’une façon constante l’inclinaison de l'axe de rotation de la Terre.

L’axe des pôles fait avec le plan de l’écliptique un angle de 66° 1/2: sous l'influence de l'attraction luni-solaire, cet axe décrit un cône dont le centre de la Terre serait le sommet, et il le décrit en 26000 ans: après quoi l'axe de la Terre repasse

Explication de la précession par le mouvement conique d'une TOUPIE.

par les mêmes positions pour exécuter une deuxième rotation de 26000 années, et ainsi de suite (fig. 52).

La Terre, outre la rotation autour de son axe, possède done un mouvement de rotation supplémentaire dû au déplacement de cet axe; aucune expérience n’est plus suggestive, pour représenter ce double mouvement, que celle, si facile, qui consiste à lancer une simple toupie sur son plan.

La toupie, grâce à son rapide mouvement de rotation, se tient en équilibre sur sa pointe, mais en méme temps elle se balance autour de son axe, et celui-ci décrit lentement un cône dont le sommet est la pointe de la toupie. Ce cône est l’image de celui que la Terre décrit en 26000 ans, indépendamment de son mouvement de rotation diurne.

Ce mouvement lent de l’axe de la Terre s'appelle la précession des équinoxes ou simplement la précession.

Les conséquences en sont de la plus haute importance; en particulier, les saisons doivent, de son chef, éprouver dans leurs durées des variations qui ont pour conséquence des fluctua= tions d’ordre séculaire dans le régime des climats.

46. La nutation. — Mais le cône décrit en 26000 ans par l’axe terrestre n’est lui-même pas régulier : sa surface n’est pas unie, mais présente des ondulations, analogues aux ondulations des tôles dont on se sert pour clore la devanture des magasins, Ces ondulations sont encore causées par l'attraction de la Lune sur le renflement équatorial de la Terre, mais elles proviennent du déplacement de l'orbite lunaire.

Les astronomes nous enseignent, en effet, comme nous le verrons dans i2 chapitre VII, que le plan de l'orbite lunaire se déplace dans le ciel et que son intersection avec le plan de l'orbite terrestre marche d'orient en oce1dent, en exécutant cette révolution en dixhuit ans et demi. Pendant ce temps, la ligne des pôles se trouve déviée de la position qu'elle devrait occuper sur le cône de la précession : elle est déviée, tantôt en dehors, tantôt en dedans de la surface de ce cône, de telle façon qu'un point de cette ligne décrit une petite ellipse dont les axes ont pour valeur «angulaire » 36 secondes et 18 secondes d’arc.

Comme cette ellipse est décrite dans un mouvement qui se combine avec celui de la précession, elle a pour eflet d’onduler la surface du cône imposée par celle-ci. Ce second mouvement se nomme nulalion (fig. 53).

Mais là ne s'arrête pas l'action perturbatrice des astres voisins.

Au cours de son mouvement apparent autour de la Terre, le Soleil parait, tous les six mois, changer d’hémisphère, et passer de

l'hémisphère nord du ciel à l'hémisphère sud, et réciproque-

ment; on dit que sa « déclinaison » change alors de signe. Dans ces conditions, toujours par l'action de l’inégale attraction de l’astre sur les deux moitiés de la protubérance équatoriale, il en résulte que l'axe du globe oscille sur une nouvelle petite ellipse dont le centre est situé sur les ondulations de la courbe de nutation et dont les deux axes ont des dimensions respectives de 2 secondes et 1 seconde. Ainsi les ondulations dues à la nutation sont elles-mémes « surondulées », pourrait-on dire, par cette nouvelle influence du changement de déclinaison du Soleil, dont la périodeest de six mois.

Et enfin la Lune, au cours de son mouvement de translation autour de la Terre, change d'hémisphère tous les quatorze jours; cela donne naissance à une qua-

FIG. 53, — Les dentelures du cône de la prècession (phénomènes de la NUTATION).