CHAPITRE IV

LA VITESSE DE LA LUMIÈRE Le mouvement de la terre. — L*aberration.

Transportons-nous par la pensée à la surface du soleil, et de là coptemplons la terre et les planètes. Tous ces corps nous paraîtront se mouvoir d'occident en orient, et déjà cette identité de direction est un indice du mouvement de la terre ; mais ce qui le démontre avec évidence, c'est la loi qui existe entre les temps des révolutions des planètes, et leurs distances au soleil. Elles circulent autour de lui avec d'autant plus de lenteur, qu'elles en sont plus éloignées; de manière que les carrés des temps de kurs révolutions sont comme les cubes de leurs moyennes distances à cet astre. Suivant cette loi remarquable, la durée de la révolution de la terre supposée en mouvement autour du soleil, doit être exactement celle de l'année sidérale. N'est-ce pas une preuve incontestable que la terre se meut comme toutes les planètes, et qu'elle est assujettie aux mêmes lois? D'ailleurs ne serait-il pas bizarre de supposer le globe terrestre, à peine sensible vu du soleil, immobile au milieu des planètes en mouvement, autour de cet astre qui, lui-même, serait emporté avec elles autour de la terre? La force qui, pour retenir les planètes dans, Içurs orbes respectifs autour du soleil, balance leur force centrifuge, ne doit-elle pas agir

également sur la terre, et ne faut-il pas que la terre oppose à cette action la même force centrifuge? Ainsi la considération des mouvements planétaires observés du soleil, ne laisse aucun doute sur le mouvement réel de la terre. Mais l'observateur placé sur elle a, de plus, une preuve sensible de ce mouvement, dans le phénomène de l'aberration qui en est une suite nécessaire : c'est ce que nous allons développer.

Sur la fin du dernier siècle, Roëmer observa que les éclipses des satellites de Jupiter avancent vers les oppositions de cette planète, et retardent vers ses conjonctions, ce qui lui fît soupçonner que la lumière ne se transmet pas dans le même instant de ces astres à la terre, et qu'elle emploie un intervalle de temps sensible h parcourir le diamètre de l'orbe du soleil. En effet, Jupiter dans ses oppositions, étant plus près de nous que dans ses conjonctions, d'une quantité égale à ce diamètre, les éclipses doivent arriver pour nous plus tôt dans le premier cas que dans le second, de tout le temps que la lumière met à traverser l'orbe solaire. La loi des retards observés de ces éclipses répond si exactement k cette hypothèse, qu'il n'est pas possible de s'y refuser. Il en résulte que la lumière emploie 571" à venir du soleil k la terre.

Présentement, un observateur immobile verrait les astres suivant la direction de leurs rayons ; mais il n'en est pas ainsi dans la supposition où il se meut avec la terre. Pour ramener ce cas à celui de l'observateur en repos, il suffît de transporter en sens contraire aux astres, k leur lumière, et k l'observateur lui-même, le mouvement dont il est animé, ce qui ne change point la position apparente des astres, car c'est une loi générale d'optique, que si l'on imprime un mouvement commun à tous les corps d'un système, il n'en résulte aucun changement dans leur situation apparente. Concevons donc qu'au moment où un rayon lumineux va pénétrer dans l'atmosphère terrestre, on lui donne, ainsi qu'à l'air et à la terre,

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un mouvement égal et contraire à celui de Tobservateur, et voyons quels phénomènes ce mouvement doit produire dans la position apparente de Fastre dont le rayon émane. On peut faire abstraction du mouvement de rotation de la terre, environ soixante fois moindre à Téquateur même que celui de la terre autour du soleil : on peut encore supposer ici, sans erreur sensible, tous les ayons lumineux que chaque point du disque d'un astre nous envoie, parallèles entre eux et au rayon qui parviendrait du centre de Tastre à celui de la terre si elle était transparente. Ainsi les phénomènes que les astres présenteraient à un observateur placé à ce dernier centre, et qui dépendent du mouvement de la lumière, combiné avec celui de la terre, sont à très peu près les mêmes pour tous les observateurs répandus à sa surface. Enfin nous ferons abstraction de la petite excentricité de Torbe terrestre. Cela posé :

Dans rintervalle de 571", que la lumière emploie à parcourir le rayon de Torbe terrestre, la terre décrit un petit arc de cet orbe égal à 62", 5; or il suit des lois de la composition des mouvements, que si, par le centre d'une étoile, on imagine une petite circonférence parallèle à Fécliptique, et dont le diamètre sous-tende dans le ciel un arc de 125" ; la direction du mouvement de la lumière, lorsqu'on le compose avec le mouvement de la terre, appliqué en sens contraire, rencontre cette circonférence au point où elle est coupée par un plan mené par les centres de l'étoile et de la terre, tangentiellement à l'orbe terrestre ; l'étoile doit donc paraître se mouvoir sur cette circonférence, et la décrire, chaque année, de manière qu'elle y soit constamment moins avancée de cent degrés que le soleil dans son orbite apparente.

Ce phénomène est exactement celui que nous avons expliqué dans le onzième chapitre du premier livre, d'après les observations de Bradley, à qui l'on doit sa découverte et celle de sa cause. Pour rapporter les étoiles à leur vraie position, il suffît de les placer au centre de la

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petite circonférence qu'elles ftQU& semblent décrÎTe ; leur mouvement annuel n'est donc qu'uue illusion produite paa* la combiîiaison 4u mouvement dej la lumière avec celui de la terire. Ses rapports avec la position du soleil pouvaient faire soupçonner qu'il n'est qu'apparent ; mais.rexplication précédente le prouve avec évidei^ce. Elle fournit en même temps une démonstration se;nsible du mouvement de la terre autour du soleil ; de même que l'accroissement des degrés et de la pesanteur, en allant de Féquateui^.aux pôles, rend sensible son mouvement de rotation.

L'aberration de la lumière affecte les positions du soleil, des planètes, des satellites qt des comètes; mais d'une manière différente à raison de leurs mouvements pai^ticuliers. Pour les en dépouiller, et pour avoir la vraie position des astres, imprimons h chaque instant à tous les corps un mouvement ég^l et contraire à celui de la terre qui par là devient immobile ; ce qui, comme nous l'avons dit, ne change ni leurs positions respectives, jii leurs apparences. Alors il est visible qu'un. astre, au moment où nous l'observons, n'est plus sur la .direction du rayon lumineux qui vient frapper notre vue ; il s'en est éloigné en vertu de son mouvenient réel combiné avec celui de la terre, qu'on lui suppose transporté en sens contraire. La combinaison de ces deux mouvements, observés de la terre, forme le mouvement apparent que l'on nomme mouvement géocentrique. On aura donc la véritable «position de l'astre, en ajoutant à sa longitude et à sa latitude géocentriques observées,, son mouvement géocentrique en longitude et en latitude, dans l'intervèille de temps que la lumière emploie à parvenir, de l'astre à la terre. Ainsi le centre du soleil nous paraît constamment moins avancé de 62" ,5 dans son orbe, que si la lumière nous parvenait dans un instant.

L'aberration change les rapports apparents des phénomènes célestes soit avec l'espace, soit avec la durée. Au moment où nous les voyons encore, ils ne sont déjà plus :

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il y ETingl-iCinq ou trente minutes que les satellites de Jupiter ont cessé d'être éclipsés^ quand nous apercevons la fin. de leurs éclipses; et les variations des étoiles changeantes précèdent de plusieurs années, les instants de Leurs observations. Mais toutes ces causes d'illusion étant bien connues, nous pouvons toujours rapporter les phénomènes du système solaire à leur vrai lieu et à leur véritable époque.

La considération des mouvements célestes nous conduit donc à déplacer la terre, du centre du monde, où nous. La supposions, trompés par les apparences et par le pochant qui poçte T homme à se regarder comme le principal ohget de la nature. Le globe qu'il habite est une planète en mouvement sur elle-même et autour du soleil. En l'envisageant sous cet aspect, tous les phénomènes s'expliquent de la manière la plus simple; les lois des mouv^ïpents célestes sont uniformes; toutes les analogies sont observées* Ainsi que Jupiter, Saturne et Uranus, la terre est accompagnée d'un satellite : elle tourne sur ellemême, comme Vénus, Mars, Jupiter, Saturne et probablement toutes les autres planètes : elle emprunte comijae elles sa lumière du soleil, et se meut autour de lui dans le même sens et suivant les m,émçs lois* Enfin, la pensée du mouvement de la terre réunit en sa faveur la simplicité, l'analogie, et généralement tout ce qui' caractérise le vrai système de la nature. Nous verrons en la suivan,t d9,ns ses conséquences, les phénomènes célestes ramenés, jusque dans leurs plus petits détails, à une seule loi dont ils sont les développements nécessaires. Le mouvement de la terre acquerra ainsi toute la certitude dont les vérités physiques sont susceptibles, et qui peut résulter, soit du grand npmbre et de la variété des phénomènes expliqués, soit de la simplicité des lois dont on les fait dépendre. Aucune branche des sciences naturelles ne réunit à un plus haut degré ces avantages que la théorie du système du monde, fondée sur le mouvement de la terre.

Ce mouvement agrandit Funivers à nos yeux : il nous donne pour mesurer les distances des corps célestes, une base immense, le diamètre de Torbe terrestre. C'est par son moyen que Ton a exactement déterminé les dimensions des orbes planétaires. Ainsi le mouvement de la terre, qui, par les illusions dont il est cause, a pendant longtemps retardé la connaissance des mouvements réels des planètes, nous les a fait connaître ensuite avec plus de précision que si nous eussions été placés au foyer de ces mouvements. Cependant, la parallaxe annuelle des étoiles, ou Tangle sous lequel on verrait de leur centre le diamètre de Torbe terrestre, est insensible et ne s'élève pas à six secondes, même relativement aux étoiles qui, par leur vif éclat, semblent être le plus près de la terre ; elles en sont donc au moins deux cent mille fois plus éloignées que le soleil. Une aussi prodigieuse distance jointe à leur vive clarté, nous prouve évidemment qu'elles n'empruntent point, comme les planètes et les satellites, leur lumière, du soleil, mais qu'elles brillent de leur propre lumière ; en sorte qu'elles sont autant de soleils répandus dans l'immensité de l'espace, et qui, semblables au nôtre, peuvent être les foyers d'autant de systèmes planétaires. Il suffît, en effet, de nous placer sur le plus voisin de ces astres, pour ne voir le soleil que comme un astre lumineux dont le diamètre apparent serait au-dessous d'un trentième de seconde.

Il résulte de l'immense distance des étoiles, que leurs mouvements en ascension droite et en déclinaison ne sont que des apparences produites par le mouvement de l'axe de rotation de la terre. Mais quelques étoiles paraissent avoir des mouvements propres, et il est vraisemblable qu'elles sont toutes en mouvement, ainsi que le soleil qui transporte avec lui dans l'espace le système entier des planètes et des comètes; de même que chaque planète entraîne ses satellites dans son mouvement autour du soleil. (Laplace, Exposition du système du monde, t. I, p. 205.)