SECTION IX

Sur les Atmosphères des Corps célestes.

i44* Nous avons vu que plusieurs planètes ont certainement des tourbillons paiticuliers , et qu'apparemment elles en ont toutes (gSetgÔ).

Outre cette enveloppe , quelques globes solides en ont certainement encore une autre. La terre , par exemple , a son atmosphère formée tant par l'air, si nécessaire à tous les animaux , q«e par les vapeurs et les exhalaisons qui sortent incessamment de la terre échauffée , soit par les feux souterreins, soit par le soleil , et s'élèvent jusqu'à une certaine hauteur qui n'est pas encore déterminée.

An lieu que la matière éth^rée^ qui compose en général le

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tourbillon solaire , est extrêmement fine , déliée et homogène , U matière atmosphérique est grossière, tantét plus y tantôt moins , inégale en ses parties , inégale en différens temps , inégalement agitée. Une atmosphère est la région des orages et des tempêtes, des changemens les plus brusques et les ^us violens , tandis que le mouvement de la matière éthérée est , quoique très*rapide , si égal et si réglé , qu'il imite le ]^us profond repos.

Le globe de la terre ne peut avoir qu'une circulation solide , et par conséquent tout ce qui en sortira , ou en sera élaacé , prendra cette sorte de mouvement ; et même ce qui ne fera que le toucher , ou n'en sera qu'à une certaine distance , prendra nécessairement aussi cette même circulation.

he fait paratt bien certain. Si l'atmosphère de la terre a la même circulation que le globe qu'elle environne , elle aura dans êe$ différentes couches d'autant plus 'de vitesse , qu'elles seront plus élevées, et précisément dans la même raison. Si c'est le con* traire , une couche supérieure ira plus ou moins vite que l'inférieure , selon quelque autre raison ; et celui qui sera sur le sommet d'une montagne fort haute , sentira un vent qu'il n'aii« rait pas senti au pied de la montagne. Or , on sait par expéricace que cela n'est pas. Donc l'atmosphère a la même circulation qn^ le globe , ce qui est en effet très-naturel.

145. Les jcercles concentriques de l'atmosphère, ceux, par exemple, que l'on imaginera tous dans le plan de réquateurde la terre prolongé , auront toujours des vitesses croissantes comme leurs rayons » que l'on doit concevoir croissans comme les nombres naturels. Il suffira ici de considérer seulement ces cerclei posés dans le même plan que l'équateur terrestre , et qui ont la circulation solide. Certainement ils ne peuvent monter que jusqu'à une certaine hauteur au-dessus du centre de la terre; car il faut nécessairement que la circulation fluide de la pure matière éthérée recommence en quelque endroit. Il est possible et très-apparent qu'avant cela les deux circulations se seront mêlées , modifiées , altérées l'une l'autre ; car la matière éthérée est partout en plus ou mo'ins grande quantité; mais enfin il T < quelque hauteur oii elle recommence à être sans mélange de matière atmosphérique ; et il faut voir si cette hauteur pent être en quelque sorte déterminée , ou seulement conjecturée.

146. Puisque le passage de la circulation solide de l'atmosphère à la fluide de la pure matière éthérée se fait jierpétaelle* ment et constamment , il faut qu'il se fasse sans trouble , nm chocs de mouvemens contraires , par des degrés les plus doax qu'il se puisse. D'abord la matière atmosphérique est plus atmoa» phérique à mesure qu'elle^stplm basse , et toujours phis mêlée

DES TOURBILLONS. €o3

Je matière éthérée à mesure qu'elle s'iélève davantage , ce qui , comme on voit, dispose tout le reste à n'être plus que matière éthérëe.

D'an autre c6te , il faudrait que la vitesse de la circulation solide et celle de la circulation fluide pussent veni^ à s'accorder dans quelqu'un des cercles supposés , c'est-à-dire , à y être égales , ou du moins peu inégales ; et alors il y aurait une certaine hauteur , un certain cercle oii se ferait le passage de la circulation solide , ou mêlée à la circulation entièrement fluide.

Mais sur cet article des vitesses , il ne parait |)as d'abord que les deux circulations puissent jamais se concilier. La solide est croissante comme les nombres naturels , la seconde décroissante €n raison inverse des racines carrées de ces nombres , de sorte que l'une est toujours d'autant plus petite par rapport à l'autre , qu'elles sont plus avancées dans leur cours.

147- Cela sera toujours exactement vrai , et les deux vitesses ne pourront jamais s'accorder , si on conçoit qu'elles commencent l'une et l'autre par un même degré y c'est-à-dire , si la vitesse de la rotation du corps central , qui produit la circulation solide de l'atmosphère , est la même vitesse que celle qu'aurait eu la surface d'un globe de matière éthérée mis en la place du corps central , et mû , comme faisant partie du reste du toui^ billon dont la vitesse est connue } mais la chose n'est pas dans ces terme^là. Le globe central de matière éthérée aurait eu une vitesse plus grande que celle du corps central qui détermine le premier degré de la circulation solide de l'atmosphère. Par exemple , la terre n'ayant par sa rotation en 24 heures que i de vitessse , on trouvera aisément que la dernière surface d'un globe égal de matière éthérée mis en sa place , aurait fait sa circulation en une { heure, à en juger par la circulation que ]a lune , satellite de la terre, fait en 3o jours. Or, une 7 heure est à 24 * • 1 . 16. Donc , la dernière surface de matière éthérée aurait eu , par sa circulation fluide, 16 fois plus de vitesse que n'en a la terre par sa rotation. Or , il est possible que la vitesse croissante 9 qui commence par 1 , et la décroissante qui commence par 16, viennent à se rencontrer; du moins y aura-t-il un point de leur cours 011 elles seront moins inégales que partout ailleurs.

148. Pour voir ce qui en est , ayant d'un côté tous les rayons et les vitesses de la circulation solide, qui sont t, a , 3, 4 9 5, etc., je prends les mêmes rayons pour ceux de la circulation fluide , et >'ai pour vitesse correspondante à la vitesse 1 de la circulation solide, iA viWwe 16 par ma. supposition. De là je tire aisément.

6o4 THÉORIE

par la règle Ae Kepler , la vitesse -^ , expression de la vitesse

de la circulation fluide qui répond au cercle dont le rayon est s. Enfin , toutes les vitesses de la circulation fluide , correspondantes

aux cercles i , 2,3, etc. , sont , — », —, — , etc. ,

suite toujours décroissante comme elle doit Fétre , dont le nn> mérateur constant est le nombre dont le rapport à i manpie de combien la circulation fluide commencerait par une plos grande vitesse que la solide , et dont les dénominateurs sont les racines carrées des rayons des cercles communs aux deux circulations. Cela posé , il est visible que quand la vitesse de la circulation

fluide est — s= 8 , elle est encore plus grande que 4 » q^ ^

la vitesse correspondante de la circulation solide. Mais quand la

première de ces vitesses est ^ = 5 f , elle est pins petite que la

seconde qui est 9 ; et par conséquent entre les deux termes 4 «t

9 de la circulation solide , et les correspondans de la fluide —

et —, les vitesses des deux circulations ont passé par régalité. '

- Ce passage a dû se faire entre les cercles qui avaient 6 et 7 ponr rayons.

149* Dans l'exemple présent , le rayon du premier eerck est le demi*diamëtre de la terre , qui est de i5oo lienes ; et par conséquent le rayon du sixième cercle, jnsqu'oti s'étendrait pour le moins l'atmosphère de la terre, sera de 9000 lieues.

i5o. Cette hanteur de l'atmosphère terrestre parait excessive, surtout si on la compare aux 20 lieues qu'on Ini a données d'abord sur le fondement de quelques expériences du baroanètre. Mais il est certain que dans la suite on a été obligé , par différentes observations et par de nouvelles considérations, d*angtnenter toujours cette hauteur, et qu'enfin un très-habile astronome vivant a osé la porter jusqu'à 10,000 lieues. La tourlûllon sera encore près de dix fois plus étendu on plus haut , n'allât-il que jusqu'à la lune , oii il pourrait bien ne se pas terminer ; et sa grandeur peut empêcher que celle de .l'enveloppe de • la terre Be paraisse disproportionnée.

i5i. Mais on peut faire encore une réflexion plus appuyée «ur la nature même des choses. L'atmosphère n'est presque, dans sa partie basse , qu'un amas confns d'air , de vapeurs et d'exhalaison9 9 le tout mêlé seulement d'autant de matière éthmt

DES TOURBILLONS. 6o5

qu'il en faut pour remplir les iiiteratices qui demeareraient vides : celte matière n'est Ik qn'eti petite quantité ', tout ce mélange est détermine par la rotation de la terre , à prendre la circulation solide; c'est une espèce de violence qne soufGre la matière éthérée qui s'y trouve enfermée. A une région plus hante de l'atmosphère , il j a moins de matière atmosphérique y plus de matière éthérée qui s'oppose à la circulation solide , et tend k rétahlir la fluide. Or , il est possible , et même vraisemblable 9 qu'il y^ait enfin un lieu où la matière atmosphérique ne monte plus, et ou cependant la circulation fluide ne soit pas encore rétablie; car la pesanteur et la grossièreté de la matière atmosphérique doivent très-naturellement l'empêcher de monter , on du moins l'arrêter à une asses petite hauteur } au lieu que la circulation solide , une fois prise par l'atmospbère , ne peut pas aisément se changer en la circulation fluide qui lui est toute opposée. Il faut que cela se fasse lentement et par degffés y même lorsque la matière éthérée sera dégagée de toute autre. Quand nous donnons la hauteur de l'atmosphère, ce n*est pas seulement celle de cette a'tmosphère qui peut agir sur le baromètre , mais de celle qui s'étend jusqu'à la région ^011 recommence la parfaite circulation fluide du tourbillon terrestre.

i52. Par les principes que nous employons ici, on peut déterminer quelle sera la hauteur «Le l'atmosphère de Jupiter , qui , selon toutes les apparences , en a une. A en juger par ses satellites, conmie on a fait à l'égard de la terre dans l'article 1479 sa vitesse de rotation est à celle qu'aurait la dernière snrface d'un globe égal de matière éthérée conmie i est à 3. Donc , les vitesses de la circulation solide étant 1,2, 3 , etc. , celles

de la fluide seront 3. -^. -77. -7-, etc. (i4S)* Or, ici l'égalité

arrive dès le second terme; car 2 et — sont des grandeurs

presque absolument égales , puisque leurs carrés 4 ^t 4 r ^^^^ fi proches. Donc , l'atmosphère de Jupiter ne s'étend que jusqu'au second de ces cercles que nous avons posés ci-dessus , ai^ ticles 144 «t 145*

1 53. Le diamètre de Jupiter étant dix fois plus grand que celui de la terre , son atmosphère est donc élevée au-dessus de son centre, de 3o, 000 lieues; et cependant, ainsi que dans notre tourbillon terrestre , cette atmosphère de Jupiter est bien éloignée d'atteindre à son premier satellite , dont la distance au centre de Jupiter est de plus de 100,000 lieues.

1 54* Malgré cela | il n'y a pas de proportion entre les grandeurs

6o6 TBÉORIE

ctes globes de là terre et de Jupiter , et celles de kcrg atmosphères , pfirâqtie l'atmosphère de la terre est élevée anHiessut du centre de la terre de 6 ou 7 de ses demi-diamètres (95) , et que l'atmosphère de Jupiter n'est élevée au-dessus du centre de sa planète que de 2 de ses demi-diamètres (tSâ). Donc , l'atmo^ phère de la terre est beaucoup plus grosse ^ par rapport à la terre , que celle de Jupiter ne l'est par rapport à Jupiter. Cependant , nous observons sur la surface de Jupiter des chaugemam beaucoup plus grands que ceui^ qu'on pourrait observer sur la surface . de la terre vue de Jupiter. Il y a tout Heu de croire que l^atsEio»» phère de Jupiter participe à ces cbangemens , ou peut-être même en est la cause en partie ; que par conséquent elle est plus agitée à proportion que la nôtre , et que cette asmosphère doit ne rencontrer que plus loin ou plus haut la tranquille matière étbérée. Mais ce sont là des conjectures atncquelles on répondrait par d'autres conjectures : ce serait du pur physique; et il vaut mieux s'en tenir à ce qui est plus géométrique et^moins incertain.

i55. Le soleil a aussi une atmosphère , et l'on trouvera, par lès principes posés ici , que la vitesse de la rotation de sa surface est à celle de la circulation fluide comme t est k aoo : à*€m il suit que les vitesses des circulation^ fluides , correspondaates à celles des circulations solides , ou aux nombres naturels , sevent

^•^. -7--. -77, etc. A 1 occasion de ces grands nombres . nous

pouvons rendre générale la résolution du problème présent : x

représentant successivement tous les nombres naturels et la suite

des vitesses croissantes de la circulation solide , la suite des vitesses

décroissantes de la fluide sera représentée par -^ ^ a étant une grandeur constante. Or, jamais il ne peut y avoir d'égalité entre deux termes de ces deux suites, que dans le cas de ' ^J"= x , ou , ce

qui est le même ,a=jr\/jr,a^ = x^ a^s= s.

Dans l'atmosphère solaire ou a =: 200,200 ' =£ 34 et un peu plus , est donc le nombre de rayons des cercles ou se trouve l'égaKté des deux vitesses diSerentes.

1 56. Ici , le premier des cercles i * 2 , etc. , a pour rayon le demi-diamètre du soleil 100 fois plus grand que celui de la terre , et par conséquent qui est de i5o,ooo lieues. Donc , le trente-quatrième cercle a un rayon de 5 millions 100,000 lieues , et c'eû la la hauteur de l'atmosphère solaire.

157. Mercure étant éloigné du soleil de 12 millions 771,000 lieues y l'atmosphère du soleil sera bien éloignée d'atteindre ji

qu'à lai. II parait ea effet peu conrenakle que l'atmospliëre dn soleil allât ( par une matière étrangère , mue différemment des autres , et même irrégulièrement ) troubler Tordre et l'uniformité qui doit être dans le tourbillon de Mercure aussi-bien que dans les autres.

i58. On pourrait même porter cette idée plus loin , si l'on con<* sidère seulement notre tourbillon solaire , et que , pour mettre tont sur le plus bas pied , on le conçoive terminé à Saturne , oii ii pourrait bien ne pas l'être. On conçoit que le principal objet de cet immense édifice , ce sont ces corps solides qui sont mus ^ et avec tant de rapidité , et avec tant de régularité. Mais toute» les masses de ces corps mises ensemble , ne sont tout au plus qu'un atome , en comparaison de la masse presque infinie de la matière éthérée oii ils flottent. Pourquoi cette étrange disproportion ? L'Océan sera*t-il fait uniquement pour porter une noisette ? n me semble qu'on peut diminuer un peu la surprise ; je dis feulement un peu , en supposant , sur le fondement des trois atmospbères que nous avons rapportées y qu'elles sont , en général , nécessaires à tous les corps célestes ; et par conséqaent il aura fallu laisser entre eux de très-grands intervalles , arfin que la matière étbérée , qui est l'Ame de tout le tourbillon , ayant été troublée dans son action par des atmosphères, recommençât k Texerceiien *toute liberté dans de grands espaces parfaitement occnpés par elle.

BEFLEXIONS