THÉORIE ACTINIQUE DE TYNDALL

dissipation n'est pas instantanée. La queue adhère à la portion de Tespace abandonnée par la comète, fait d'observation qui n'a pas été expliqué jusqu'ici.

G"" Dans le combat entre les deux classes de rayons, un avantage temporaire, dû aux variations de densité ou à quelque autre cause actinique, peut être remporté par les rayons actiniques, même dans les portions de l'atmosphère cométaire qui ne sont pais abritées par le noyau. Des courants latéraux accidentels et l'émission apparente de faibles queues vers le Soleil s'expliquent ainsi.

7"* L'échancrure de la tête, dans le voisinage du Soleil, provient du battement contre elle des ondes calorifiques qui dissipent les franges atténuées et donnent lieu à une contraction apparente.

Cet exposé très-sommaire d'une hypothèse qu'on pourrait appeler la Théorie physico-chimique y est tiré de la nouvelle édition de la Chaleur du savant physicien anglais. Il ne l'accompagne d'aucun commentaire, d'aucune explication, de sorte que celte théorie laisse dans l'esprit, pour nous du moins, des lacunes, des obscurités que nous allons brièvement formuler sous forme de questions ou d'objections, et au sujet desquelles nous serions heureux de provoquer des éclaircissements de la part de l'auteur.

Tyndall définit les comètes sans faire mention du noyau : il semble que ces astres soient pour lui de simples vapeurs rendues visibles par l'action actinique des rayons solaires ; plus loin, cependant, il considère le noyau comme doué de la propriété d'absorber les ondes calorifiques, en laissant aux ondes chimiques toute leur efficacité. Le noyau, dans les comètes où l'observation en constate l'existence, est-il un milieu solide ou liquide, ou une simple masse g£tzeuse d'une densité plus grande que les autres parties de l'astre?

II considère les ondes chimiques et les ondes calorifiques comme deux puissances antagonistes. Cependant, tous les physiciens regardent ces mouvements ondulatoires comme n'ayant pas entre eux de différence essentielle, oik si Ton veut, comme ne différant que par leur amplitude, la longueur et la durée de leur période. En quoi les ondes calorifiques et les ondes chimiques sont— elles doue opposées ?

Qu'est-ce que cette « dissipation par la chaleur solaire » de la queue que n'abrite plus le noyau? Est-ce l'effet d'une force répulsive inhérente aux rayons calorifiques que le noyau n'absorbe plus? Les particules précipitées par l'action décomposante des rayons actiniques se sont-elles a nouveau recomposées pour reprendre leur état primitif de transparence?

Tyndall ne dit mot de la courbure des queues, de la disposition qui les fait étaler dans le plan de l'orbite, de la production des queues multiples ; les courants latéraux accidentels dont il parle répondent-ils suffisanunent à cette dernière question.

Enfin, selon la théorie dont on a lu l'exposé , il résulte que les comètes sont des agglomérations de matière extrêmement ténue , dont certaines parties seulement sont rendues visibles par l'action solaire. La précipitation se fait au sein de la masse dans une direction déterminée , mais qui varie sans cesse , de sorte que cette masse doit être cousidérée comme ayant dans tous les sens des dimensions aussi considérables que l'indiquent les énormes longueurs des queues. Ces sphères de vapeurs, dont les rayons atteignent des millions de lieues, voyagent donc ainsi dans les orbites connues au sein des espaces interplanétaires. Est-ce la gravitation vers le noyau qui rend ainsi solidaires les molécules constituantes de ces masses d'une faiblesse si excès-

THÉOIUE ACTIMQUE DE TYNDALL 345

sive , OU s'il n'en est rien, si les vapeurs ainsi formées sont incessamment abandonnées dans Fespace, comment sontelles incessamment remplacées? Est-ce une émission propre au noyau, ou le fait d'une action répulsive de la chaleur solaire? Au cas où Tyndall admettrait cette dernière hypothèse, que deviendrait l'utilité de l'action actinique des rayons solaires pour l'explication du développement des queues : sa théorie serait ainsi entée sur celle de M. Faye, et n'aurait de raison d'être que pbur rendre compte de la visibilité de la matière si ténue dont les atmosphères et les queues cométaires sont formées.

Dans notre pensée, toutes ces questions nécessitent des éclaircissements; mais elles sont plutôt des questions que des objections. Qu'on n'oublie pas que les forces en jeu dans les phénomènes de cet ordre, j'entends les forces reconnues, sont la gravitation et les radiations éthérées. On a conçu la gravitation comme ayant elle-même sa source dans les ondes de l'éther ; celles-ci nous sont révélées par leur triple manifestation, calorifique, lumineuse, chimique. Or Tyndall invoque, pour expliquer les phénomènes cométaires, l'action chimique; M. Roche et M. Faye font intervenir, avec la gravitation, la chaleur ; il reste à voir si laforce répulsive ne peut pas s'expliquer comme une composante des radiations solaires. S'il en' était ainsi, le plus grand obstacle à la conciliation de ces diverses théories se trouverait écarté, et la cause de tous ces phénomènes si curieux, si divers, des mouvements des comètes, de leurs perturbations , comme de leurs transformations physiques apparentes ou réelles, se réduirait à un principe unique entrevu par Lamé comme le lien universel des phénomènes, au mouvement ondulatoire de l'éther.

§ IX — Les œMÈTEs et la résistance de l'éther

Accélération du mouvement de la comète d'Encke : ses périodes successives vont ea diminuant sans cesse. — * Elle décrit une spirale et se réunira un jour an Soleil. — Hypothèse d*un milieu résistant ; comment la résistance d'un milieu accroit-elle U rapidité du mouvement ? — Ce qu'est le milieu supposé, d'après Ara^, Encke, Plona. — Objections de M. Fave; explication de l'accélération par la cowponnte tangentiellc de la force répulsive.

En faisant Thistoire de la comète périodique d'Eucio, n ous avons donné, avec les dates de ses apparitions suciîessives, les durées des révolutions comprises entre ces dates. Si le lecteur veut bien se reporter à ce tableau (page 98), il lui sera aisé de voir que ces durées sont inégales , que la période va en décroissant d'une façon à peu près continue, et qu'en dernière analyse on peut dire qu'elle s'est accourcieeu tout d'un peu plus de 2 jours, exactement de 2^,06. Comm^ le tableau embrasse 22 révolutions de la comète, c'est tout au plus une diminution de 2 heures 22 minutes pour chacune d'elles : quantité bien faible, mais qui, s'accumulaiït incessanunent, peut produire à la longue, dans l'orbite et dans le mouvement de l'astre, des changements d'une trèsgrande importance.

La découverte de cette accélération est due au savant qui a donné son nom à la comète. Dès 1824, Encke avait reconnu la diminution de la période. Il avait trouvé qu'on ne pouvait rendre compte des observations en admettant dans les masses des planètes , dont il avait eu soin de calculer l'influence perturbatrice sur la comète, des erreurs assez fortes ; mais en supposant l'existence d'un milieu résistant, Encke trouvait que le grand axe de l'orbite devait dim*'

LES COMÈTES ET LA RÉSISTANCE DE L'ÉTHER 3i7

nuer, ainsi que rexcentricité ; le moyen mouvement devait s'accroître, tandis que Tinclinaison et la longitude du nœud ne subissaient aucune influence. Comme cela s'accordait avec les observations, le savant astronome fut conduit à attribuer l'accélération du mouvement de la comète à la résistance d'un milieu, à ce qu'on est convenu depuis d'appeler la résistance de Véther.

Encke poursuivit ses recherches sur le même sujet ; à chacun des retours de la comète, il calcula avec soin , en tenant compte des perturbations planétaires, les époques des passages de l'astre à son périhélie ; enfin il publia, en 1 858, le mémoire auquel nous avons emprunté les nombres qui accusent, d'une manière saisissante, l'accélération de son mouvement.

Pour expliquer cette diminution dans la période, Encke, on vient de le voir, admit dans les espaces interplanétaires, non le vide, comme l'admettait Newton et les astronomes de son école ', mais un milieu d'une densité suffisante pour opposer au mouvement des astres qui s'y meuvent une résistance capable d'en modifier à la longue les orbites. L'augmentation de moyen mouvement, qu'indiquent ' les observations de la comète, provient selon lui d'une force dirigée suivant la tangente à l'orbite, dans un sens contraire à la marche de l'astre, « ce qui s'accorde tout à fait, dit-il, et de la manière la plus simple, en adoptant l'hypothèse de l'existence d'un milieu dans l'univers. Les preuves à Tappui de cette existence paraissent si évidentes, qu'on

1. Newton, tout en admettant le vide des espaces planétaires, explique cependant, nous l'avons vu, la formation des queues, par un mouvement ascendant des particules cométaires au sein d'un milieu pesant qui entoure le Soleil à une certaine distance, et dont la densité croit à mesure que décroît cette distance. C'est donc en réalité l'hypothèse de Newton dans cette circonstance qui s'est trouvée reprise par Encke.

3i8 LES COMÈTES

ûe peut plus en douter. » Nous allons voir bientôt que cette évidence n'est pas considérée comme telle par tous les astronomes, et M. Faye notamment a élevé des objections dont il est difficile de ne pas tenir compte. Quoi qu'il en soit de la cause qui produit Taccélératiou de la comète d'Encke, et quelle que soit la nature physique de la force en question, toujours est-il que les géomètres et les astronomes la considèrent comme une résistance appliquée à la comète, et dans un sens contraire à celui de son mouvement.

A cet égard, il y a lieu d'entrer dans quelques détails pour faire comprendre une idée qui semble toujours singulière aux personnes peu familières avec les principes de la mécanique , de la mécanique céleste surtout. Ces personnes trouvent étrange qu'une résistance, subie par un mobile décrivant une certaine courbe autour d'un centre, produise un accroissement de vitesse ; il leur semble volontiers que le raisonnement est vicieux, et que c'est un ralentissement qui devrait être la suite d'une telle résistance. Elles auraient raison, s'il s'agissait d'un mobile qui se mût suivant line ligne déterminée et invariable, et qui fût assujetti à ne point quitter cette ligne. Un train de chemin de fer, pai* exemple, qui marche contre un vent un peu fort, éprouve une résistance et ralentit son mouvement. Il n'en est pas de même d'une comète ni d'aucun astre qui, animé d'mie vitesse déterminée, mais libre de prendre une direction quelconque dans l'espace, suit nécessairement le chemin qui résulte, d'une part, de sa vitesse tangentielle ou impulsive, d'autre part, de la force avec laquelle la masse du Soleil l'attire. Ces deux forces ont à tout instant une résultante déterminée soit en vitesse soit en direction.

Supposons que l'une de ces composantes, la force tangcn-

tielle, pac exemple, subisse une diminution, — c'est ce qui arrive dans le cas d'un milieu résistant, — alors la gravitation vers le Soleil est accrue d'autant, ou, ce qui revient au même, la comète, qui d'abord parcourait la route CC en un temps donné, suit la route CC" dans le même temps, et se rapproche ainsi du Soleil. Or — suivez bien le raisonnement — il y a im rapport constant trouvé par Kepler, et dont Newton a donné la raison mécanique dans le principe de la gravitation ; il y a un rapport constant, disonsnous, entre les grands axes des orbites et les durées des révolutions*. Si les grands axes,

ou les distances moyennes au ^ ^J^, ^ ^

Soleil diminuent , il faut que les - ^

durées des révolutions diminuent

aussi, de manière à conserver au '^

rapport dont il s'agit la môme ^i^- 7o. - inOuence d'un milieu

'■'■ résistant sur l'orbite d'une co-

valeur. mcto.

Ainsi , la conséquence de l'action d'un milieu résistant sur une comète , c'est l'accélération de son mouvement , c'est le raccourcissement de la durée de ses périodes. Comme, d'ailleurs, la même cause agit sans cesse, et même , dans l'hypothèse d'un milieu de plus en plus dense, agit avec une intensité croissante, l'accélération sera elle-même, proportionnellement , de plus en plus considérable avec le temps. La comète décrira de la sorte une courbe se rapprochant du Soleil d'une façon continue et progressive, c'est-à-dire une spirale qui , au bout d'un temps limité, précipitera enfin l'astre dans le foyer incandescent.

Ce que nous disons ici de la comète d'Encke s'applique-

1. Les carrés des durées des révolutions sont dans le rapport des cubes des grands axes.

rait évidemment à toutes les autres comètes, à. tous les astres, planètes ou satellites qui composent le monde solaire. Seulement, pour les planètes, dont la masse ou plutôt la densité est très-grande relativement à celle des comètes, l'effet de la résistance a été, jusqu'à présent, insensible ; ce ne serait qu'une question de temps, toutefois, et, comme le dit Arago « mathématiquement parlant, si l'on ne parvient pas à trouver une cause compensatrice de la re— -sistance éprouvée , il sera établi qu'après un laps de temps suffisant, composé peut-être de plusieurs milliards d'années, la Terre, par exemple, ira se réunir au Soleil. »

Mais, laissons là les planètes, trop peu intéressées pour le moment dans la question, et revenons au milieu résistant . Quel est ce milieu ? Selon Arago, ce serait Téther, c'est-àdire c< la matière étliérée qui remplit l'univers et dont lei vibrations constituent la lumière ». Telle n'est pas l'opinion d'Encke, qui considère le milieu résistant comme une sorte d'atmosphère enveloppant de tous côtés le Soleil à une certaine distance, et dont la densité croîtrait en raison inverse du carré de cette distance. L'origine de ce milieu serait ou une atmosphère primitive du Soleil, ou des débris des atmosphères laissées dans l'espace par les planètes et les comètes. Ce n'est pas non plus l'opinion de Plana qui, dans un mémoire sur le sujet traité par Encke, s'exprime ainsi : <c Le milieu résistant auquel on applique les formules n'est pas l'éther impondérable et universel qui propage la lumière, c'est une espèce d'atmosphère qui entoure le Soleil. »

Nous avons eu déjà l'occasion de dire quelles objections on a faites à ce milieu hypothétique, M. Fayey joint celle-ci : l'analyse des géomètres qui en admettent l'existence prouve qu'ils regardent cette espèce d'atmosphère pondérable comme

LES COxMÈTES ET LA RÉSISTANCE DE L'ÉTHER 35»

immobile. « Or, dit-il, cette immobilité est impossible; aucune particule pondérable ne saurait subsister dans le système solaire, à moins qu'elle ne tombe vers le Soleil ou qu'elle ne circule autour de lui; il n'y a pas place ici pour une autre alternative. » M. Faye montre que la seconde supposition est seule possible ; mais alors avec un milieu résistant et circulant autour du Soleil, on arrive à d'autres conséquences qu'il résume ainsi : c< Au lieu de faire parcourir aux astres une spirale qui doit les rapprocher incessamment du Soleil, et finalement les précipiter sur lui, l'action d'un tel milieu porte principalement sur l'excentricité ; une fois que cet élément est suffisamment affaibli, l'orbite Revient de plus en plus circulaire, mais le grand axe cesse de diminuer et l'astre ne se précipite nullement sur le Soleil. » Pour une comète directe, telle que celle d'Encke, l'action d'un milieu qui circule dans le même sens dépendra de la vitesse relative de la comète et des couches qu'elle rencontre. Alternativement, il y aura des périodes d'accélération et des périodes de retard. Les premières auront le dessus tant que l'orbite ne sera point devenue circulaire ; mais alors l'influence du milieu cessera. Une comète rétrograde — celle de Halley est seule dans ce cas parmi les périodiques — subirait au contraire une résistance plus considérable, et l'accélération devrait être ti'ès-forte.

Cette objection, comme on voit, porte sur un événement que l'observation trop peu prolongée n'a pu constater encore. 11 est fort possible en effet, que les choses se passent un jour comme le dit M. Faye , que l'accélération de la comète d'Encke ait un terme. L'hypothèse du milieu résistant , supposé mobile , ne semble donc point affaiblie.

Mais on conçoit que ce savant ait dû chercher dans sa propre théorie l'explication de l'accélération observée. La

! \ Al

:m LES COMÈTES

force répulsive, à Taide-de laquelle il rend compte des phénomènes des queues, lui fournit tout natiirellemeat un moyen. En effet, l'action de cette force, on l'a vu, n'est poÎDt instantanée ; elle se propage avec la vitesse des rayons de lumière et de chaleur; il en résulte une sorte d'aberration, une déviation dans la direction suivant laquelle agit la force répulsive. On peut alors concevoir cette force Ca comme composée de deux pcurties : l'une radiale, CF, dans le sens du rayon vecteur, c'est la cause de la formation des queues ;

l'autre tangentielle C6, opposée au «^ — -1^ mouvement de la comète ; c'est celle-

là qui joue le rôle de la résistance x| d'un milieu et cause, en laissant la

1 prépondérance à l'attraction solaire,

la diminution de la distance au Soleil et l'accélération du mouvemenL

is

Au reste toute force répulsive ,

TiG. 71 — Composantes ra- ,, , .. , , ,

dinlecttangentiellcdela qU^llc qu CU SOlt la Uature, du mO-

force répulsive, d'après ment quc la propagation ne s'en fait

point avec une vitesse infinie, doit produire le même effet et expliquer de la même manière l'accélération. Bessel, dans le mémoire analysé plus haut, s'exprime ainsi à ce sujet : c< L'aigrette lumineuse de la comète de Halley lui donnait à peu près l'aspect d'une fusée. Par conséquent, elle doit avoir exercé sur son mouvement un effet analogue à celui qu'on observe dans le mouvement des fusées. Ce n'est pas le centre de gravité de la comète seule, mais le centre de gravité de la comète et de l'aigrette qui décrit une section conique suivant les lois de Kepler ; la matière lumineuse qui sort de la comète pour former l'aigrette, doit donc exercer sur le centre de gravité ime action répulsive qui, étant continue, produit une force accélératrice. D'après l'éclat de l'aigi'elte,