PAR LES DIVERSES MÉTHOIJËS

Les calculs de Delambre ont donné 493 secondes pour le temps que met la lumière à franchir le rayon moyen de Torbile de la Terre. Pour en déduire la vitesse réelle de la lumière, par exemple le nombre de kilomètres qu'elle franchit en une seconde, il faut donc connaître la valeur numérique de ce rayon, la distance moyenne du Soleil à la Terre, ou enfin, si Ton préfère, la parallaxe du Soleil.

Cette parallaxe était regardée comme égale à 8'',57, nombre déduit par l'astronome Encke de la discussion des observations des passages de Vénus au milieu du siècle dernier. Depuis, des recherches nouvelles ont fait considérer cette valeur comme trop faible : elle a été portée à S'', 86.

La première valeur de la parallaxe solaire conduit à une vitesse de la lumière égale à environ 310000 kilomètres par seconde : c'est un nombre différant peu de celui qu'a obtenu M. Fizeau par ses premières expériences. Si, au contraire, on adopte la parallaxe 8", 86, la vitesse de la lumière se réduit à 299000 kilomètres. C'est à peu de chose près le résultat trouvé en 1862 par M. Léon Foucault et en 1873 par M. Cornu. Il diffère peu également du nombre trouvé en 1875 par ce dernier physicien .

En partant de la constante de l'aberration, qui, d'après les derniers travaux de Struve, est égale à 20'',445, on peut aussi obtenir la vitesse absolue de la lumière. Mais, comme dans le cas des éclipses des satellites de Jupiter, il faut supposer connue la parallaxe solaire. La parallaxe 8', 57 donne le nombre 308 000 kilomètres, et la parallaxe 8^86 le nombre 297 600 kilomètres.

11 est bien clair qu'on pourrait résoudre le problème en sens inverse, c'est-à-dire prendre pour point de départ la vitesse

absolue de la lumière mesurée directement à la surface de la Terre soit par la méthode de M. Fizeau, soit par celle de I^éon Foucault; puis, s'appuyant sur les données astronomiques de réquation de la lumière (calculée par Delambre) ou de l'aberration (calculée par Struve), en déduire par le calcul la valeur de la parallaxe solaire.

Dans quelle mesure, avec quelle approximation ces problèmes intéressants sont-ils aujourd'hui résolus ? Il ne nous appartient pas de prononcer ; mais les nombres qui précèdent montrent qu'on ne s'éloignera pas beaucoup de la vérité en considérant la vitesse de la lumière comme égale à 300 000 kilomètres par seconde, nombre correspondant à la parallaxe 8^,81.

Adoptons provisoirement 300000 kilomètres pour le nombre qui exprime la vitesse de la lumière en une seconde de temps moyen, et comparons cette vitesse aux vitesses de divers corps et de divers agents physiques.

Le son se propage avec une vitesse de 330"\7 dans l'air à 0\ de 1435" dans l'eau à 15\ La lumière se meut donc 910000 fois plus vite que le son dans l'air, 209000 fois plus vite que le son dans l'eau. Un boulet de canon de 12 kilogrammes, chassé par une charge de 6 kilogrammes de poudre, parcourt 500 mètres dans la première seconde; c'est une vitesse 600000 fois plus petite que celle de la lumière. Par le fait du mouvement de rotation de la Terre, un point de l'équateur se déplace, de l'ouest à l'est, de 465 mètres en une seconde : la lumière a un mouvement de propagation 645 000 fois plus rapide; elle se meut enfin 10186 fois plus vite que notre planète même, qui franchit en moyenne 29''",45 par seconde sur son orbite.

Seule la vitesse de propagation de l'électricité est comparable à la vitesse de la lumière. Seulement, il s'en faut de beaucoup qu'elle soit déterminée avec la même précision : ce qui tient aux conditions très variables du mouvement des courants dans les corps conducteurs. Par exemple, Wheatstone a trouvé 420000 kilomètres pour la vitesse de l'électricité dans un fil de cuivre;

MM. Fizeau et Gounelle ont trouvé 1800000 kilomètres. Enfln MM. Walker et Mitcheli ont obtenu 30000 et 45600 kilomètres pour la vitesse de rélectricité dans les fils de fer des télégraphes américains. Dans d*autres conditions, cette vitesse peut être beaucoup moindre que ne rindiquent ces derniers nombres.

L'excessive rapidité de la propagation de la lumière a fait choisir pour unité des distances sidérales l'espace énorme que parcourt la lumière dans l'intervalle de temps d'une année. Cet espace n'est pas moindre de 9 trillions 500 billions de kilomètres. Ainsi, quand les astronomes veulent exprimer la distance qui sépare les étoiles de notre monde planétaire, ils disent que la lumière met tant d'années à franchir cette distance. Par exemple, l'étoile a du Centaure est à une distance de trois années et demie de la lumière. Pour Sirius, on compte vingt et une années ; pour la Chèvre, soixante-dix ans. Des plus petites étoiles visibles à l'œil nu, la lumière met en moyenne 225 ans à nous parvenir, et elle met près de 600 ans pour franchir la distance qui nous sépare d'une étoile de la neuvième grandeur.

Une conséquence bien simple du fait que la lumière ne se propage pas instantanément, qu'elle met, pour venir à nous, un temps d'autant plus long que la source d'où elle émane est plus éloignée, c'est que nous ne voyons jamais le ciel tel qu'il est.

Au moment oii notre regard est fixé sur une région parsemée d'étoiles, les diverses ondes lumineuses qui, en frappant notre rétine, nous donnent autant de sensations distinctes et nous paraissent témoigner de l'existence actuelle des étoiles d'où elles émanent, sont bien en effet des messagers partis de ces mondes lointains, mais des messagers partis il y a longtemps déjà, il y a des annçes, des siècles, des milliers d'années peutêtre. Les nouvelles qu'ils nous apportent sont des nouvelles d'un temps passé, et nous renseignent, non sur l'état où se trouvent les étoiles observées, mais sur celui qu'elles avaient à l'origine du départ de chacune des ondes reçues. C'est ainsi qu'Arago a pu dire :

« L'aspect du ciel, à un instant donné, nous raconte, pour ainsi dire, Thistoire ancienne des astres, » et que nous avons dit nous-même ailleurs :

« Nous ne voyons pas le ciel comme il est, mais comme il était, non pas même comme il était à une époque donnée, mais à la fois à plusieurs époques, à une infinité d'époques données ; de sorte que chaque étoile pourrait être annotée d'une date particulière de rhistoire du ciel. Ici, nous assistons au spectacle d'une nébuleuse contemporaine d'Homère; là, ce soleil nous envoie des feux qui datent de Périclès ; la lumière de la Chèvre est en route depuis notre grande épopée révolutionnaire de 92 (ceci était écrit en 1862; aujourd'hui il faudrait dire depuis les premières années du dix-neuvième siècle). Et ainsi à l'infini. Spectacle étrange, qui laisse la pensée s'abîmer devant la bizarrerie d'un fait oii viennent se confondre à la fois, sans contradiction pour la raison, les temps et les distances! »

L'importance philosophique d'un point de vue qui semble si nouveau quand on y songe pour la première fois, est telle, que nous citerons, pour terminer ce paragraphe, la belle page qu'Humboldt a consacrée dans son Cosmos à la même idée.

Venant de parler des phénomènes des étoiles temporaires, il ajoute :

c( Tous ces faits appartiennent en réalité à des époques antérieures à celles où les phénomènes de lumière vinrent les annoncer aux habitants de la Terre ; ce sont comme les voix du passé qui arrivent jusqu'à nous. On a dit avec vérité que, grâce à DOS puissants télescopes, il nous est donné de pénétrer à la fois dans l'espace et dans le temps. Nous mesurons, en effet, l'un par l'autre : une heure de chemin, c'est pour la lumière HO millions de myriamètres à parcourir. Tandis que, dans la Théogonie d'Hésiode, les dimensions de l'univers sont exprimées à l'aide de la chute des corps (« pendant neuf jours et neuf nuits seulement, l'enclume d'airain tomba du ciel sur la Terre »), Herschel estimait que la lumière émise par les dernières nébuleuses encore visibles dans son télescope de 40 pieds

devait employer près de deux millions d'années* pour venir jusqu'à nous! Ainsi bien des phénomènes ont disparu longtemps avant d'être perçus par nos yeux ; bien des changements, que nous ne voyons pas encore, se sont depuis longtemps effectués. Les phénomènes célestes ne sont simultanés qu'en apparence ; et quand on voudrait placer plus près de nous les faibles taches de nébuleuses ou les amas d'étoiles, quand même on réduirait les milliers d'années, qui mesurent leurs distances, la lumière qu'ils ont émise et qui nous parvient aujourd'hui n'en resterait pas moins, en vertu des lois de sa propagation, le témoignage le plus ancien de l'existence de la matière. C'est ainsi que la science conduit l'esprit humain des plus simples prémisses aux plus hautes conceptions, et lui ouvre ces champs sillonnés par la lumière oii « des myriades de mondes germent comme l'herbe de la nuit ».

i. ff Uence it foUows that the rays of light of the remotest nebulae must bave been ahnost two millions of years on their way, and tbat consequently, so many of years ago, this object must already bave had an existence in the sidereal beave, in order to send ont those rays by wbicb we now perceive it. » (W. Herscbel, PkU. Trant,, 1802.)