Oq connaît plus de 3,600 nébuleuses dans le ciel entier

Dans certaines nébuleuses diffuses, le noyau est unique, environné d'une couronne de matière gazeuse ; dans d'autres, les points centraux sont doubles ou multiples. « Tous ces états de la matière nébuleuse indiqués par la théorie, dit Ara go dans- son Astronomie populaire, l'observation les avait révélés d'avance. L'accord est aussi satisfaisant qu'on puisse le désirer. Seulement, au lieu de suivre les transformations pas à pas dans une nébuleuse unique, on en a constaté la marche et lps progrès par des observations d'ensemble. N'est-ce pas ainsi qu'opère le naturaliste quand il est forcé de décrire, pour tous les âges, le port, la taille, les formes, les apparences extérieures des arbres composant les forêts qu'il traverse rapidement? Les modifications qu'un très-jeune arbre éprouvera, il les aperçoit d'un coup d'œil, nettement, sans aucune équivoque, sur les pieds de la môme essence arrivés déjà à des degrés de croissance et de développement plus complets. »

Ainsi, grâce aux magnifiques découvertes d'une admirable science, nous pouvons assister à la sublime épopée de la création. La création, doqt nos étroites idées avaient voulu faire un drame d'un jour, est perpétuelle et continue. Dans les soleils, nous pouvons assister à la décadence des mondes qui meurent. Les mondes qui naissent, nous les trouvons dans les évo-

lutions des nébuleuses. La vie, la mort, phases diverses des transformations de l'être ! L'immobilité, la destruction absolue ne sont nulle part ! ! !

N'avais-je pas raison de dire que l'idée de l'incorruptibilité des cjeux était décidément reléguée au rang des vieilleries scolastiques? Bien loin d'être immuables, le Ciel et les corps qui le peuplent sont dans un état de changement perpétuel, qui se révèle à nous, à la distance où nous en sommes, par des modifications dans la lumière, dans la couleur, par des apparitions, disparitions ou réapparitions tantôt subites et irrégulières, tantôt lentes et périodiques.

En présence d'un pareil tableau, l'intelligence comprend et admire ces paroles du grand physiologiste Carus :

t La nature est ce qui croît et se développe perpétuellement, ce qui n'a de vie que par un changement continu de forme et de mouvement intérieur. •

Et ces paroles, non moins belles, extraites du Cosmos de l'illustre Humboldt :

« De l'acte même de la création, d'une origine des choses considérées comme la transition du néant à l'être, ni l'expérience ni le raisonnement ne sauraient nous en donner l'idée. >

QUATRIÈME CAUSERIE

Dimensions de l'Univers visible. — Distance des étoiles les pins voisines du système solaire. — La propagation de la lumière n'est pas instantanée. — Comment on a calculé sa vitesse. — L'aspect du ciel présente le tableau de l'histoire ancienne des mondes. — Idée de l'éternité de l'Univers.

Revenons un peu sur la Terre, et contemplons de cet observatoire mobile la sphère où se meuvent les systèmes de soleils. Nousn'en avons exploré que les régions accessibles à nos regards, régions dont les bornes apparentes reculent sans cesse, à chaque ^nouveau perfectionnement des merveilleux appareils qui servent à en pénétrer les profondeurs infinies. Nous n'avons encore de la distance qui nous sépare de ces agglomérations de mondes qu'une idée vague. Et cependant la vue de ce grandiose spectacle, le sondage de ces abîmes suffisent pour donner le vertige à nos sens et à notre imagination !...

C'est le moment d'appeler votre attention sur une

vérité qui peut sembler, au premier abord, dépasser toutes les bornes de la vraisemblance, bien qu'elle soit la conséquence logique de deux faits incontestables et dès longtemps incontestés. Ces deux faits, sur lesquels nous nous arrêterons un instant, sont, d'une part, l'immensité des dimppsions cje l'Univers visible ; d'autre part, la non-instantanéité de la propagation des rayons lumineux.

Des méthodes géométriques, fort simples en principe, mais minutieuses et délicates dans leurs applications, ont permis aux astronomes de mesurer successivement les distances qui nous séparent de quelques-uns des corps célestes. Ce n'est pas le lieu, dans ces simples causeries, de décrire ces méthodes, dont je me réserve ailleurs de faire comprendre l'esprit. Qu'il nous suffise aujourd'hui de savoir qu'en prenant pour unité de longueur le demi-diamètre du globe que nous habitons, c'est-à-dire plus de six mille kilomètres, la distance qui nous sépare du foyer de notre système est mesurée par près de vingt-quatre mille de ces unités, plus de trente-quatre millions de lieues.

Eli bien, la distance où nous sommes des étoiles les plus voisines est si considérable, qu'il a fallu prendre cette énorme ba'se de vingt-quatre mille rayons terrestres pour terme de comparaison, pour unité nouvelle.

Tracez maintenant en pensée, autour de la Terre prise comme centre, une sphère idéale dont le rayon embrasse deux cent mille fois la distance du Soleil à la Terre. Aucune des étoiles visibles n'est contenue à l'intérieur de cette sphère; toutes sont situées au delà de sa surface. Citons quelques nombres :

Alpha du Centaure dépasse l'effroyable dislance qu'on vient de lire de trente mille fois la distance du Soleil à la Terre;

Une petite étoile de la Constellation du Cygne— la 61 e — est éloignée de six cent mille fois cette distance.

La Chèvre, de quatre millions cinq cent mille fois, c'est-à-dire de quinze mille cinq cent soixante milliards de lieues, plus de soixante- deux mille milliards de kilomètres.

Tel est le premier fait qui va servir de point de départ à l'étrange idée à laquelle j'ai fait allusion au début de cette causerie. Je parlerai bientôt du second, je veux dire du temps que la lumière met à franchir ces mêmes espaces.

Je réclame maintenant toute votre attention.

Embrassez d'un coup d'œil, en un instant, la voûte du Ciel. Prolongez, si vous voulez, la durée de cet instant : faites-le d'une seconde, d'une minute, d'un quart d'heure, d'une heure, il n'importe; vous aurez

ainsi subi presque simultanément l'impression d'une série de phénomènes. Votre œil aura reçu, dans ce court intervalle de temps, une multitude de rayons lumineux émanés de sources multiples. Chacune de ces impressions isolées vous aura transmis, raconté un phénomène isolé. Ici, c'est l'image du disque de Jupiter et de ses quatre Satellites ; là, c'est Saturne et son anneau ; ailleurs, c'est la grande nébuleuse du trapèze d'Orion ; là, enfin, Sirius, les étoiles doubles,

triples et leurs mouvements, etc., etc Que vous

perceviez distinctement ou confusément tous ces objets, cela ne fait rien au point qui nous occupe.

Or, tous ces phénomènes, dont la vue a lieu chez vous au même instant, qui, par suite, vous semblent se passer au môme instant, — celui où vous le voyez, — ne sont pas réellement simultanés. Tous ou presque tous ont lieu à des époques différentes, antérieures, bien entendu, à celle de leur perception par vos organes.

Voulez-vous que je rende cette idée plus claire encore ?

Prenons un exemple. Vous avez jeté les yeux sur la 61 e étoile de la constellation du Cygne, je suppose. Au m^me instant, le télescopevousafait assister à l'immersion d'un des Satellites de Jupiter dans le cône d'ombre que projette dans l'espace le géant de

nos globes planétaires. Vous avez été témoin, par le fait, de deux phénomènes distincts : l'un peint dans votre cerveau le commencement d'une éclipse, l'autre vous donne l'état particulier d'une étoile. Tous deux sont devenus perceptibles par l'arrivée de rayons de lumière émanés respectivement de deux sources distinctes.

Or, il y a, — c'est un calcul que vous ferez facilement dès que vous connaîtrez la vitesse de propagation de la lumière, — il y a, dis-je, entre les moments du départ des uns et des autres de ces rayons l'énorme intervalle de neuf années.

De même, l'immersion du Satellite, en apparence effectuée au moment où votre œil est appliqué à l'oculaire du télescope, l'est en réalité depuis un temps qui peut varier entre trente et cinquante minutes, à peu près, suivant la position relative de la Terre et de Jupiter * dans leurs orbites.

En un mot, si nous généralisons cet exemple particulier, nous serons obligés d'en conclure qu'il n'est pas un phénomène céleste qui ait lieu au moment précis où l'aperçoit l'observateur ;

En outre, que deux phénomènes célestes quel-

1. La distance moyenne de Jupiter à la Terre est de cinq fois la distance de la Terre au Soleil.

conques, observés au même instant, ont eu lieu en réalité à des époques qui peuvent différer de quelques minutes, de plusieurs années, de plusieurs siècles t

De sorte qu'Arago a pu dire, dans son langage à la fois pittoresque et savant :

c L'aspect du Ciel, à un instant donné, nous raconte, pour ainsi dire, l'histoire ancienne des astres, »

Hypothèse et chimère 1 vous écriez-vous peut-être au premier énoncé de cette thèse paradoxale? Eh! non, ce que je vous dis là est une chose toute simple, évidente, irréfutable, comme toutes les déductions du sens commun.

Mais alors, pourquoi donc cet écart entre la sensation éprouvée, le jugement spontané qui nous fait croire à la simultanéité de ces phénomènes et la thèse énoncée plus haut ?

Pourquoi? Parce qu'il est naturel, là où les sensations sont assez puissantes pour absorber tout notre être, de laisser aller notre raison à la dérive.

Pourquoi? Parce que nous avons, d'une part, constaté avec les astronomes l'inégalité des distances des astres à la Terre, et la grandeur considérable de ces distances; et que, d'autre part, la lumière met un temps appréciable pour franchir ces intervalles, et dès lors les franchit en des temps inégaux : vitesse

énorme, qui surpasse tout ce que l'expérience a pu nous montrer de mouvements rapides; vitesse 745,000 fois aussi grande que celle du boulet au sortir du canon, — supposant cette dernière de 400 mètres par seconde, — près d'un million de fois aussi grande que celle des ondes sonores I

En une seconde, un rayon de lumière pourrait donc, s'il se mouvait en ligne courbe, faire sept fois le tour de notre globe terrestre ;

Nous allons bientôt voir comment on a constaté et mesuré cette rapide propagation des rayons lumineux.- En attendant, un calcul très-simple prouve que la lumière met 8 minutes 13 secondes pour franchir la moyenne dislance du Soleil à la Terre, et dès lors, pour nous venir de la 61 e étoile du Cygne, plus de 600,000 fois ce temps.

Prenez la plume, et, si vous en avez le loisir, donnez-vous la peine de faire les calculs. Une simple multiplication vous donnera l'énorme durée d'au moins neuf années.

Ainsi la lumière met neuf ans pour nous venir de la 61 e étoile de la constellation du Cygne, — neuf ans, à raison de 300,000 kilomètres par seconde, — et de Jupiter à nous, de trente à cinquante minutes. Dès lors, concluez. Il y a neuf ans que la lumière qui nous arrive de rétoile est en route pour nous

annoncer l'existence de celle-ci et sa position dans le Ciel, à l'origine du départ du rayon lumineux. Et pour d'autres soleils, ce n'est pas neuf ans, mais douze ans ', mais un siècle, et qui sait? des milliers, des millions d'années sans doute , sans que nous ayons à sortir pour cela delà sphère de l'Univers visible. Telle étoile pourrait donc disparaître et briller encore à nos yeux pendant longtemps. Telle autre, nouvellement formée, et brillant aux cieux pour la première fois, ne deviendra visible pour nous que dans vingt années; cette étoile enfin, qui resplendit aujourd'hui du plus bel éclat, est peut-être éteinte depuis un siècle.

C'est donc bien positif : 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 l'histoire 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 delà Chèvre est en route, depuis notre grande épopée révolutionnaire

1. Les rayons que nous envoie Sirius mettent cinquante-quatre ans environ à nous parvenir; ceux de l'étoile La Chèvre près de quatre-vingt-dix ans.

de 92. Et ainsi à l'infini. Spectacle étrange, qui laisse la pensée s'abîmer devant la bizarrerie d'un fait où viennent se confondre à la fois, sans contradiction pour la raison, les temps et les distances f

Et tout cela est basé sur les lois les plus irréfutables de la géométrie et du mouvement, comme sur les plus décisives expériences de physique astronomique.

Inscrivons ici une date mémorable, et le nom d'un savant astronome.

C'est en 1685 que Rœmer déduisit la vitesse de la lumière d'une série d'observations faites sur les éclipses d'un Satellite de Jupiter.

Cette brillante découverte exigeait, pour être faite, deux conditions indispensables. La première, la connaissance exacte, mathématique, des lois du mouvement des corps célestes : Kepler, Newton, nous le verrons, s'en étaient chargés. La seconde condition était une grande précision dans les observations de ces mouvements : le perfectionnement des instruments d'astronomie et d'horlogerie permettait de l'obtenir.

La démonstration géométrique de la découverte de Rœmer n'est ni bien longue, ni bien difficile. Mais elle serait déplacée dans cet ouvrage. Ne pourrais-je toutefois vous donner de la méthode employée une idée un peu claire ?

Je vais l'essayer. Laissez-moi yous faire a cet effet une comparaison.

Placez en ligne droite dix personnes, à intervalles égaux de 340 mètres. Munissez chacune d'elles d'une bonne montre à secondes, préalablement réglée sur une horloge unique; et, en ligne droite aussi avec vos dix personnes, établissez une pièce d'artillerie, éloignée de la première personne de 340 mètres, assez élevée seulement pour ôlre visible à tous.

À midi précis, le feu est mis à la lumière, la détonation résonne... Vous avez, j'imagine, recommandé à chacun de vos observateurs de noter l'heure précise à laquelle la lumière frappe sa vue, l'heure exacte aussi où la vibration sonore commence à ébranler son oreille.

Quelles seront leurs réponses?

Vous les devinerez, si vous vous rappelez ce fait, —bien connu en physique élémentaire, — que l'onde sonore met une seconde à transmettre son mouvement vibratoire à la distance de 340 mètres, ou si vous aimez mieux, que le son parcourt cette distance en une seconde, la vitesse de la lumière étant d'ailleurs comme infinie pour de si faibles intervalles.

Ces réponses, les voici :

Tous ensemble auront vu l'étincelle à midi précis. Quant au bruit de la détonation, le premier l'aura

entendu à midi et une seconde, le deuxième, à midi et deux secondes... le dixième enfin, à midi et dix secondes.

Or, où est la raison de cette différence? Évidemment, — n'est-ce pas? — dans cette circonstance que le son ne parcourt point les mêmes espaces pour arriver à Chacun des dix observateurs; qu'ayant, à partir du premier, à franchir une fois, deux fois.... dix fois 340 mètres, il lui faudra une, deux.... dix secondes pour arriver à l'oreille de chacun d'eux.

Il ne peut y avoir ici l'ombre d'un doute.

Renversez maintenant l'expérience. N'ayez plus qu'un observateur s'éloignant du canon à des distances doubles, triples, etc. Pour plus de vraisemblance, faites tirer de dix minutes en dix minutes, et vous arriverez à ce résultat :

Tandis que les coups de canon se succèdent à intervalles rigoureusement égaux, les détonations, pour l'observateur qui s'éloigne, paraîtront séparées par des intervalles de plus en plus grands : de dix minutes d'abord, de dix minutes et une seconde, de dix minutes et deux secondes, et ainsi de suite.

Maintenant, si votre patience n'est point à bout, suivons le même raisonnement, et, au lieu dé l'appliquer au son, appliquons-le à la lumière.

D'abord, l'expérience a prouvé qu'à la surface de

la Terre il n'est possible de rien constater directement *. La lumière, n'ayant à parcourir que des distances relativement très-petites, s'y meut pour ainsi dire instantanément.

Tournant cette difficulté, Rœmer est allé prendre sa base dans les phénomènes célestes. Pour lui, l'observateur qui s'éloigne, c'est la Terre, se mouvant le long de son orbite de 34 millions de lieues de diamètre, et s'éloignant ainsi de plus en plus de la planète Jupiter. Les phénomènes qui ont lieu à intervalles fixes et rigoureusement déterminés par le calcul, ce sont les éclipses successives d'un des satellites de Jupiter, l'instant, par exemple, des immersions de ce satellite dans le cône d'ombre de la planète.

La connaissance précise du mouvement de Jupiter

1. Dans ces dernières années, sur les indications de M. Arago, un habile physicien, M. Fizeau, est parvenu à mesurer directement la vitesse de la lumière. Il a de la sorte confirmé les résultats des travaux de Rœmer. D'autres expériences sur la vitesse comparative de la lumière dans l'air et dans l'eau ont enfin tranché la question de la nature de la lumière en faveur de l'hypothèse des ondulations dont Descartes eut le premier l'idée. L'ensemble des travaux de M. Fizeau a valu à leur auteur le grand prix de 30,000 fr. décerné par les cinq classes de l'Institut.

Tout récemment enfin M. Foucault est parvenu, à l'aide de délicates et ingénieuses expériences, à obtenir directement et avec une précision qui surpasse celle des travaux de ses devanciers et des siens propres, la vitesse de la lumière : il a trouvé que les ondes lumineuses se propagent avec une rapidité de 298,000 kilomètres par seconde.

et de ses satellites permet de calculer d'avance, à une seconde près, les instants précis de ces immersions successives.

Gela posé, suivez le raisonnement de Rœmer : Si la lumière se meut instantanément, ou, comme on dit, avec une vitesse infinie, il n'y aura aucune différence entre les instants de l'éclipsé déterminés par le calcul et les mêmes instants obtenus par l'observation, et cela, quelle que soit la distance séparant Jupiter de la Terre.

Mais si la lumière se transmet dans l'espace avec une vitesse appréciable, il en sera des éclipses successives du satellite, pour la Terre qui s'éloigne, comme des coups de canon pour l'oreille de l'observateur; elles seront d'autant plus en retard que la Terre se sera éloignée davantage.

Or, c'est ce qui arrive. Rœmer a pu ainsi constater un retard de 16 minutes 26 secondes dans l'observation de l'éclipsé d'un des satellites, pour deux positions de notre planète distantes entre elles de tout le diamètre de l'orbite annuelle.

La lumière, — en a-t-il conclu avec justesse, — met donc tout ce temps à franchir ce diamètre, ou environ 34 millions de lieues. C'est 8 minutes 13 secondes pour moitié de cette distance, c'est-à-dire pour venir du Soleil à nous; —ou, par un calcul des plus sim-

pies, environ 75,000 lieues de 4 kilomètres en une seconde. Résultat conforme aux nombres que j'ai cités plus haut.

Vous pouvez voir, cher lecteur, par ce qui précède, que nous mettons à profit les haltes du voyage. Un peu de raisonnement ne messied point à l'occasion, ne fût-ce que pour prouver une fois de plus la merveilleuse puissance de cet instrument, si simple pourtant quand on prend soin de ne pas s'écarter de la méthode.

Les mathématiciens, il est vrai, souriront de notre marche embarrassée, eux qui se seraient contentés de dix lignes et de quelques signes symboliques pour la démonstration que nous avons tenté-d'établîr. Mais à chaque chose sa place et son temps.

Je reviens maintenant à notre première idée, à eelle que nous avons formulée au début de cette causerie :

c Nous ne voyons pas le Ciel tel qu'il est. Nous le voyons tel qu'il a été, et non pas à une même époque, mais à une multitude d'époques différentes ! » Pour bien comprendre la portée philosophique d'un tel résultat, ajoutons que l'état du Ciel, au moins dans sa généralité, n'a pas changé sensiblement depuis les plus anciennes observations astronomiques. Hipparque, qui vivait il y a environ deux mille ans, et

dont nous possédons les ouvrages, nous en donne le témoignage positif. Rappelons encore que, d'après Herschel , nous voyons darfs les profondeurs des espaces célestes des nébuleuses si éloignées de noire nébuleuse lactée, et à plus forte raison de la Terre, que leur lumière a dfr mettre pour arriver jusqu'à nous des millions d'années. D'où résulte de toute évidence que ces gigantesques agglomérations de mondes existent depuis des millions d'années. < La lumière qu'ils ont émise et qui nous parvient aujourd'hui est, en vertu des lois de sa propagation, le témoignage le plus ancien de l'existence de la matière '. »

Que deviennent donc, en présence de cette antiquité dont la science démontre aujourd'hui la réalité authentique, et les six mille ans de la Genèse, et les cosmogonies hindoue, persane, hébraïque, égyptienne ? Les assertions des livres sacrés ne sont plus que les grossiers rudiments des connaissances ou plutôt des croyances hypothétiques des auteurs auxquels la rédaction en est attribuée. Les idées de création de nihilo, d'un commencement de l'Univers à une époque déterminée, semblent alors faites à la taille de notre monde. Et, de même que le globe terrestre ne nous paraît plus qu'un point perdu dans