VIII. — Objections à la Théorie de Laplace

53. Nous avons exposé en détail les développements tliéoriques auxquels ont donné lieu les idées de Lap'-ace. Voyons maintenant les quelques objections que l'on peut faire et que l'on a faites en effet à ■cette théorie.

ANALYSE DE l'hYPOTHÈSE DE LAPLACE ()5

Le but de Lai'lace était de rendre compte de la faiblesse des excentricités et des inclinaisons, et du sens direct de tous les mouvements connus de son temps. Son hypothèse explique fort bien les deux premiers de ces phénomènes ainsi que le sens direct de toutes les révolutions des planètes. Quant aux rotations directes, elles sont, avons-nous dit, insullisamment expliquées par Laplace ; mais nous avons pu en rendre compte d'une façon satisfaisante au moyen de l'eflet j)roduit par les marées solaires sur les nébuleuses planétaires (mécanisme qui n'avait pas éclia[)pé à Laplace en ce qui concerne la Lune). La marée solaire étant très faible pour les planètes les plus extérieures, nous répondons du même coup à l'objection qu'on pourrait tirer des mouvements rétrogrades des systèmes d'Uranus et de Neptune.

54. On a aussi objecté à la théorie de Laplace l'énormité du temps nécessaire à la transformation d'un anneau en une niasse planétaire unique. Ln anneau devenu instable s'est rompu en plusieurs masses sphéroïdiques qui, d'après Laplace, ont dû se réunir en une seule. Or, M. Kiuk\\ooD a fait remarquer que cette réunion exigerait un temps considérable. Si les fragments de l'anneau étaient distribués à peu près régulièrement le long de l'orbite, leurs actions perturbatrices se détruiraient à très peu de chose près, et on ne pourrait invoquer en i'aveur de la réunion des morceaux un peu éloignés que la différence de leurs vitesses de révolution. Or, considérant deux fragments de l'anneau de Neptune distants de i8o° en longitude, et dont les distances au Soleil dilléreraient de I ooo milles, ^L Kirkwood calcule que leur jonction ne se ferait qu'au bout de i5o millions d'années. Pendant ce lem|is les masses se seraient refroidies et encroûtées, et cette durée semble beaucoup trop considérable, étant donné l'âge que la Thermodynamique permet d'assigner au système planétaire. Pour écliapper à cette grave difficulté, M. Kirkavood propose d'admettre que les planètes ont été projetées par des espèces d'éruptions solaires : elles seraient en quelque sorte assimilables à d'anciennes protubérances que le Soleil aurait comme oubliées en se contractant. Mais dans cette supposition, on ne trouve aucune raison pour e\[)liqucr la faible excentricité des orbites. D'ailleurs nous n'avons aucune espèce d'idée dn temps (\\n a ])u être nécessaire pour la formation du svstème solaire. Il est possible, il est probable même que lôo millions

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d'annres ne repirsonlenl qniino IVacUon très faible de ce temps. Il n'\ a donc lien à retenir de l'ohjeclion de M. I\iuk\\(iod.

:55. l ne autre dillicnlté de l'hypothèse de Lait.vce provient de ce que plusieurs satellites sont à des distances de leur planète incompatibles avec cette hypothèse. On a dit, par exemple, cpic la distance de la Lune à la Terre est plus jj^rande que n'a pu être le layon de l'aljnospbère terrestre à l'époque de la l'orniation de la Lune, c'est-à-dire lorsque la nébuleuse terrestre tournait sur elle-inèuK! en '2-^°"",o, durée de la révolution de la Lune. La limite de ratmos[)lière de cette nébuleuse était en ciVet le point où la force centrifuite jointe à l'attraction solaire contrebalançait raltraclion terrcsLie, et l'on a cru pouvoir en déduire que l'atmosphère terrestre ne s'étendait qu'aux trois quarts de la distance de la Lune à la Terre. Mais Roche a montré que cette affirmation est inexacte. Dans le calcul de cette limite de l'atmosphère, ce qui intervient, ce n'est pas l'attraction absolue du Soleil, mais, comme dans le calcul des marées, son attraction rclatice, c'est-à-dire la dilTércnce entre l'attraction exercée sur une molécule de l'atmosphère et l'attraction exercée sur le centre de la Terre. On trouve, avec cette rcctilication, qu'à l'époque indiquée l'atmosphère terrestre atteignait la distance de la Lune. La (jrande distance de la Luue n'est donc pas une objection à la théorie de Laplace.

Il n'en est pas de même pour les petites distances auxquelles se trouvent le premier satellite de Mars et l'anneau intérieur de Saturne. D'après l'hypothèse de Lvplace, « tous les corps qui circulent autour d'une planète ayant été formés par les zones que son atmosphère a successivement abandonnées, et son mouvement de rotation étant devenu de plus en plus rapide, la durée de ce mouvement doit être moindre que celles de la révolution de ces dilTérents corps. » (Exposition du Système du Monde, p. 5o3.) Or, on sait que le satellite le plus voisin de Mars (Phobos) et l'anneau intérieur de Saturne ont une durée de révolution moindre que la durée actuelle de rotation de la planète. On peut, pour expliquer cette anomalie, avoir recours à la formation d'anneaux intérieurs par la rencontre de traînées elliptiques, telle qu'elle a été indiquée par Roche (n" 24), Le satellite de Mars se serait ainsi formé à l'intérieur même de l'atmosphère primitive de la planète, c'est-à-dire à une distance inférieure à celle que lui avait assignée Laplace. Ce satellite aurait ensuite subi la résistance

A>ALy5E DE l'iiypotiil:se de laplace 67

<le milieu de cette atmosphère, ce qui aurait pu contribuer à rétrécir son orbite et, par conséquent, à augmenter sa vitesse de révohilion. L'hypothèse de Laplace est ainsi sauvée, mais au prix d'une modilication profonde.

56. l'^nfin la découverte récente, autour de Jupiter et de Saturne, •de satellites à révolution rétrograde, crée une nouvelle difficulté. On pourrait essayer de la leAer en considérant, comme au n" 42 (p. 3i), deux masses M et M' provenant de la rupture de l'anneau {fi'j. i3) : la masse M' sera supposée très petite, la masse M, provenant de la réunion antérieure de plusieurs noyaux, sera supposée très grande. Lorsque la masse M rejoindra et dépassera la masse M', elle pourra ne pas la choquer, mais elle pourra la capter (si cette masse secondaire pénètre dans l'atmosphère de la masse principale, et si la résistance de cette atmosphère réduit la vitesse relative des deux masses) et s'en faire un satellite à révolution rétrograde. On pourrait supposer également que le satellite s'est formé par le mécanisme ordinaire à l'époque où la rotation de la nébuleuse planétaire était encore rétroe:rade. Le mécanisme de la marée solaire continuant ù aair sur la masse planétaire, celle-ci prendra un mouvement de rotation direct, et les satellites ultérieurement formés seront à révolution directe.