DEUXIÈME PARTIE

Documents divers, instructions, tables et catalogues

Cette partie de l'ouvrage est essentiellement constituée de documents pouvant être utiles à l'astronome amateur: (I) Le ciel chaque jour de l'année: l'amateur d'aujourd'hui utilisera plutôt les cartes publiées chaque mois dans L'Astronomie^ revue de la Société astronomique de France, fondée par Flammarion, dans les Annuaires du Bureau des longitudes, et les nombreuses cartes à disques mobiles disponibles, par exemple, à la librairie du Palais de la découverte. La liste des constellations^ avec leurs délimitations actuelles, et leurs noms latins, figure dans l'Annuaire du Bureau des longitudes, dont on ne dira jamais trop l'excellente qualité; la liste donnée par Flammarion a l'intérêt de constituer une table des matières, un index de l'ouvrage, constellation par constellation. On consultera enfin avec fruit la Revue des Constellations^ ouvrage de Sagot et Texereau, publié par la Société astronomique de France, — et qui est en quelque sorte une version moderne du présent ouvrage. (Il) Une récapitulation méthodique des curiosités principales du ciel est un autre index, qui peut être utile à l'observateur amateur, et qui ne serait guère modifié de nos jours, sauf en ce qui concerne les « observations >. Nous laissons le soin au lecteur d'utiliser la présente postface pour corriger certaines de ces «observations», — d'une façon qui n'est évidemment pas exhaustive ! (III) Les planètes, la Lune, le Soleil sont observables, bien évidemment; ce chapitre décrit les mouvements de ces astres sur le ciel; le texte n'est pas trop désuet; les cartes le sont: on se reportera ici encore à l'admirable cartographie, si bien lisible, de l'Annuaire du Bureau des longitudes, édité chaque année (Bureau des longitudes. Palais de l'Institut, 3, rue Mazarine, 75006 Paris). Ce qui est en revanche très dépassé, ce sont les indications données sur la nature des surfaces de ces astres, les aspects de la géographie planétaire, les taches solaires, etc. Il est impossible d'entrer dans les détails ; et nous conseillerons, pour une idée plus moderne sur ces questions, de lire l'Encyclopédie en trois volumes, éditée par le Bureau des longitudes, ou tout autre livre d'astronomie moderne d'un niveau adapté à celui du lecteur; ils sont trop nombreux pour qu'une liste puisse figurer ici; toutes les bibliothèques d'astronomie (voir notamment celle de la Société astronomique de France, 3, rue Beethoven, 75016 Paris) sont à

même de donner les indications nécessaires, voire de prêter certains ouvrages. (IV) Les instruments d'observation et l'étude pratique du ciel sont l'objet du chapitre suivant. 11 est dépasse, et nous renvoyons à la revue L'Astronomie^ aux travaux de la Commission des instnunents de la Société astronomique de France, à Touvrage Le Télescope d'Amateur^ de De Vaucouleurs et Texereao, malheureusement difficile à se procurer. (V) Le catalogue d'étoiles doubles donné par Flammarion sera aisément remplacé par le catalogue moderne de Paul Couteau^ publié dans son excellent livre sur « les étoiles doubles >, Flammarion éditeur. La table V bis de Flammarion^ concernant les c couleurs > des étoiles doubles, fera peut-être sourire: nous la considérerons comme très utile à celui qui voudra, sans trop de peine, s'offrir quelques beaux spectacles en toutes nuances ! La table V ter^ (c diamants célestes» — ou couples les plus lumineux) est intéressante pour la même raison. La table VI (étoiles rouges et orangées) serait utilement remplacée par un catalogue des étoiles les plus brillantes du cieK étiquetées dûment dans un système: type spectral — magnitude absolue, avec quelques correspondances simples entre les indices de couleurs et les types spectraux. (VU) Les étoiles variables sont si nombreuses, si diverses dans leur comportement, qu'il est assez peu intéressant de disposer de la liste de Flammarion. On se rappellera que, pour l'amateur, les variables à grande période sont les plus accessibles, car elles ont souvent une grande variation d'éclat; on se reportera utilement aux listes modernes; par exemple à celles qui figurent dans Astrophysical Quantities, 3« éd., de C.W. Allen, Athlone Press Ed., ou dans le volume VI: 1 de l'ouvrage de Landolt et Bomstein, sur l'Astronomie et l'Astrophysique, édité chez Springer, ouvrages utiles aux astronomes professionnels. Les classifications de Maiiimarion sont dans une très large mesure tout à fait dépassées, mais la table VII bis peut donner d'utiles indications pour le choix des sujets d'observation auxquels peut s'atteler un astronome amateur. Signalons que les observateurs d'étoiles variables sont groupés en de nombreuses associations; on peut se renseigner auprès de la Société astronomique de France. En (VIII), les étoiles temporaires (ou supernovae) sont examinées ici de façon historique; ce chapitre est intéressant, mais de peu d'utilité pratique; il est vrai que des amateurs peuvent découvrir des novae (comme d'ailleurs des comètes) avec de petits instruments; point n'est besoin pour cela de connaître les explosions du passé, à ceci près que certaines novae sont récurrentes, et que certaines régions du ciel peuvent être riches en novae... (IX) Etoiles qui paraissent avoir varié depuis deux mille ans: considérations assez hasardeuses, mais qui peuvent orienter l'amateur vers d'intéressantes variables à très longue période, et le spectrographiste vers des recherches fructueuses. Il s'agit là d'un cdadat de Flammarion... Mais aussi sans doute d'une de ses contributions les plus originales à rastronomie stellaire. {X) Principales nébuleuses: il faudrait reprendre ce catalogue et moderniser la description des objets; mais, pour l'essentiel, c'est un guide utile des objets observables, classés par ascension droite croissante; on eût aimé une estimation de la magnitude de l'objet. On renverra bien entendu aux catalogues originaux, ceux de Herschel (General Catalogue) et de Messier (commenté objet par objet, par Flammarion lui-même, dans plusieurs numéros successifs de L'Astronomie^ de 1917 à 1921). (XI) Catalogue de toutes les comètes observées et calculées,,. D'un intérêt historique ! On se reportera plus utilement chaque année, en ce qui concerne les comètes périodiques, aux publications spécialisées (voir la Commission des comètes de la Société astronomique de France). (XII) Vient ensuite un catalogue général des étoiles visibles à l'œil nu et des principales curiosités du ciel. Cette révision de l'Almageste, malheureusement, ne comporte évidemment ni les types spectraux, ni, le cas échéant, les classes de luminosité, ni les parallaxes, ni les mouvements propres. Si un tel catalogue était construit, il pourrait être utile; tel quel, il ne peut seulement servir de guide lorsqu'on connaît déjà les propriétés de telle étoile que l'on cherche à repérer. Ajoutons que les cartes comme celles de Beëvar, qui vont jusqu'à la magnitude 8, sont sans doute plus utiles qu'un tel catalogue. (XIII A) Ce chapitre assez curieux concerne les documents astronomiques historiques importants ou curieux. Sans doute cette liste est-elle très incomplète; le choix des documents est probablement biaisé par les intérêts de Flammarion. Mais, quoi qu'il en soit, la lecture en reste enrichissante. (XIII B) Noms des principales étoiles. Un index utile (voir l'anecdote personnelle que je rapporte, au chapitre XII de la première partie, concernant Procyon et Sirius). (XIII C) Etoiles de première et seconde grandeur (les 100 étoiles les plus brillantes du

ciel) — on eût aime aussi une liste des cinquante étoiles les plus proches du système solaire. (XIII D) Classification chimique des étoiles. Ce chapitre est entièrement démodé. Une exphcation des classifications stellaires modernes sera trouvée dans l'Encyclopédie du Bureau des longitudes, déjà citée ci-dessus. (XIII E) Etoiles dont le mouvement propre est le plus rapide. Utile. (XIII F) Plus grandes vitesses de corps matériels mesurées dans l'univers... On est tenté de sourire, maintenant que nous connaissons sur le Soleil, ou parmi les quasars, des objets dont les vitesses relatives par rapport au Soleil sont de Tordre de grandeur d'une fraction importante de la vitesse de la lumière c (on va jusqu'à 0.98 c !). (XIII G) Précession des équinoxes. Certes ! Table utile. Voir aussi Annuaire du Bureau des longitudes. (XIII H) Obliquité de Vécliptique. Idem. (XIII I) Mutation. Idem. (XIII J) Aberration. Idem. (XIII K) Parallaxe et distance du Soleil. On notera le caractère désuet de ce paragraphe. La précision des mesures (grâce au radar, par exemple) a permis de gagner plusieurs ordres de grandeur dans la définition de l'unité astronomique de distance, fixée aujourd'hui, par convention, à la valeur: 1.49597870 10'' mètres. [W\\ h) Distance correspondant aux parallaxes. Suffisant. (XIII M) ParalUixes et distances des étoiles les plus proches. Utile. (XIII N) Orbites des étoiles doubles les plus sûrement déterminées. Là encore nous renverrons à l'ouvrage de P. Couteau, déjà cité. (XIII O) Scintillation. N'insistons pas sur le caractère complètement dépassé de ce chapitre. La qualité des images astronomiques dépend des conditions d'observation, du lieu, du temps... elle est commandée par les mouvements turbulents de l'air, dans le télescope, près de la coupole, ou loin de la coupole. C'est un problème passionnant, dont ce paragraphe ne donne aucune idée moderne. Voir pour plus de détails pratiques l'ouvrage de Danjon et Couder, Lunettes et Télescopes.^ par exemple. (XIII P) Mesure des diamètres du Soleil et de la Lune. Tableau d'intérêt historique. Valeurs actuellement admises: pour le Soleil Be — 6.960 10* m; pour la Lune Bl — 3.746 10* m; (plutôt qu'en secondes d'arc — la distance de la Terre à ces deux astres n'étant pas constante). (XIII Q) Surface du ciel. Tableau de conversion utile. (XIII B) Orbite de la Terre pour deux cent mille ans (d'après Le Verrier)... Et pourquoi non ? A moins que Flammarion n'ait implicitement voulu ironiser sur les travaux de Le Verrier, contre qui il avait, disons, une dent ! Il est vrai que l'étude de ce mouvement de la Terre peut avoir une certaine importance pour l'étude des périodes glaciaires. (XIII S) La Terre. Toutes ces données sont évidemment dépassées; les satellites ont permis une connaissance extraordinairement précise du géoïde. On consultera ici encore l'Encyclopédie du Bureau des longitudes. ElnHn des tables usuelles (réfraction, conversion des unités de temps, des degrés en unités de temps, etc.), et même un calendrier perpétuel... On sait à ce sujet qu'une Commission pour la réforme du calendrier fut créée en 1921 par l'Union astronomique internationale. Elle termina ses travaux quelques années plus tard, et rendit son rapport, — et Ton n'en entendit plus parler... Le calendrier est ancré sur trop de traditions religieuses pour être facilement bouleversé î II n'en reste pas moins que la table en question peut fournir un agréable passe-temps pour les longues soirées d'hiver, quand la bise souffle fort, et que la coupole doit rester fermée... Un diagramme des fêtes de Pâques termine curieusement l'ouvrage, avant les tables des figures et des matières.

Bépétons que cet appendice pourrait être remplacé de nos jours par un bon Atlas du ciel, du genre de celui de Be^var, et par les ouvrages que nous avons mentionnés, principalement l'Annuaire du Bureau des longitudes, son Encyclopédie, l'ouvrage de Paul Couteau sur les étoiles et la Revue des Constellations de Sagot et Texereau.

TBOISIÈME PABTIE (qui manque à l'ouvrage de Flammarion)

Un problème qu'on ne peut pas ne pas se poser: pourquoi le ciel est-il noir, entre les étoiles ?

Dans son ouvrage Flammarion montre, avec force détails, un petit coin de l'univers stellaire. Il est clair qu'il ne connaissait pas les distances fabuleuses que l'astronomie d'aujourd'hui permet d'atteindre; or ce qui est loin nous renseigne sur ce qui se passait, il y a longtemps, quand la

lumière, qui parcourt 300 000 km en une seconde, a quitté ces régions Ictotaines : une galaxie située à un milliard d'années de lumière, nous Tobservons telle qu'elle était il y a un milliard d'années. Explorer en profondeur l'univers, c'est donc, aussi, remonter le temps. Et, dès lors, c'est permettre de se poser le problème de la « cosmologie >, celui de la description de l'Univers et de son évolution, dans sa totalité.

Non, FlanFunarion ne pouvait nous entraîner si loin I... Pourtant, nous connaissons aujourd'hui des faits d'observation astronomique, associés donc à l'univers accessible, caractérisant l'univers observé, et même parfois seulement l'univers proche, auxquels nous donnons le statut de c faits cosmologiques», — d*indicateurs^ proches de nous, des profondeurs encore inaccessibles...

L'un des faits cosmologiques les plus significatifs, et que Flammarion connaissait, à n'en pas douter, c'est que, la nuit^ le ciel soit noir.

Pourquoi ce fait évident est-il t cosmologique > ?

Pour le comprendre remontons quelques siècles, et décrivons simplement ce que l'on nonmie le «paradoxe d'Olbers», mais qui, avant Olbers (1823), fut explicité, et discuté, par Loys de Chéseaux en 1743, et même en 1714 par Halley, et même, plus anciennement encore, par Kepler, en 1606.

Ces auteurs partent de l'idée générale suivante: l'univers observé augmente sans cesse son volume, grâce à la pénétration, toujours meilleure, de nos instruments... Son étendue temporelle, de même, augmente sans cesse. Chaque nouveau développement instrumental est une nouvelle exploration dans les profondeurs de l'espace et du temps...

Ceci, en sonune, depuis Galilée : si bien qu'au XVII* siècle l'idée d'un Univers infini, et bien entendu euclidien, était le cadre nécessaire de toute réflexion cosmologique.

Dans un tel cadre, la géométrie euclidienne classique, supposons que les astres, en première approximation semblables les uns aux autres, emplissent l'Univers de façon homogène et isotrope, — comme l'intuition, fondée sur l'observation, peut permettre de l'imaginer. Dans ce cas, le rayonnement d'une sphère de rayon R, autour de l'observateur terrestre, est proportionnel à R, tant que le rayon visuel peut pénétrer; vient une distance R| où tout rayon visuel rencontre, quelque part, la surface d'une étoile, — un horizon en somme est défini; et le rayonnement, au voisinage de l'observateur, est identique à celui d'un ciel dont la brillance en tout point serait, en gros, identique à celle, par exemple, du Soleil. La démonstration rigoureuse de cet énoncé ne pose aucun problème... Mais comment répondre au paradoxe ?

On connaît essentiellement deux réponses encore valides à ce paradoxe (ou à sa variante due â Seeliger, 1896, concernant non pas le champ de rayonnement, mais les forces de la gravitation): l'une est celle de Kepler, — et celle des cosmologies modernes à univers courbe et fermé: c'est que le nombre de sources de lumière dans l'Univers est fini.

L'autre, dans le cadre d'une géométrie infinie et d'un univers couvert», n'impose aucune limite au nombre des sources de lumière contenues dans l'Univers; c'est une solution proposée notamment par Charlier (1908), celle d'un Univers «hiérarchisé». Dans un tel Univers, les étoiles sont groupées en amas, les amas en galaxies, les galaxies en amas de galaxies, et ceux-ci en superamas, ad libitum... Dans un tel Univers, la densité d'une sphère de rayon R n'est ni constante, ni définie; elle décroît si R croît — et l'on peut montrer (de Vaucouleurs, 1970) que, dans l'univers observable, tel est bien le cas, la densité décroissant conmie la puissance — 1.7 du rayon. On dit aussi qu'un tel Univers a une « dimension fractale » différente de 3 : l'Univers homogène, isotrope, banal, de densité indépendante de R, est de dimension 3, comme l'espace euclidien ; l'univers observable a une dimension de D — 3- 1.7— 1.3. Or, pour que l'Univers puisse démentir le calcul de Chéseaux et Olbers, et celui de Seeliger, on peut montrer, en suivant Charlier, qu'il faut imposer à la dimension fractale la condition D<1... On voit que, si l'Univers conserve, au-delà des limites de l'univers observé, cette propriété, le paradoxe d'Olbers, et sa forme gravitationnelle selon Seeliger, ne se posent plus I

Ces deux solutions restent plausibles. D'autres ont été avancées pour résoudre le paradoxe d'Olbers, — mais elles ne résolvent pas le paradoxe gravitationnel. Nous ne pouvons conclure ici.

On voit comment d'une simple constatation: «le ciel est noir», on peut tirer des informations utiles sur les propriétés les plus générales de l'Univers, dans son ensemble...