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9 — Cosmogonie.

nous sommes en présence dune véritable loi, c'est que les inclinaisons sont symétx-iques par rapport au plan considéré; à peine trouve- t-on quelques minutes de différence .

Une disposition aussi nette, et que je signale pour la première fois, doit avoir sa raison d'être dans le mécanisme de formation des planètes: elle est même si apparente qu'elle semble bien propre à nous mettre sur la voie des circonstances qui ont présidé aux diverses agglomérations planétaires.

Dès que j eus construit la figure 47, il ne me fallut donc pas un grand effort d'imagination pour comprendre que les planètes ainsi jumelées avaient dû prendre naissance sur les branches opposées de la double spirale et sur des portions également inclinées par rapport au plan invariable,

La suite de mes déductions me montra que javais pensé juste ; mais alors je m'abandonnai à l'idée malheureuse de croire que la formation des planètes était liée à celle de l'équateur solaire et que l'alternance des premières autour d'un plan unique prouvait que Tinclinaison de l'astre central avait subi des vicissitudes dans un sens ou dans l'autre au cours de la condensation nébulaire ; en d'autres termes, l'axe du Soleil aurait eu des mouvements alternatifs de relèvement et de bascule.

Cette idée ne contenait qu'une part de vérité ; elle ne me conduisit qu'à des résultats inadmissibles, et je dois avouer très simplement qu'il me fallut encore bien des heures de réflexion pour arriver à la solution d'un problème compliqué seulement en apparence.

Mais reprenons les faits de plus haut et essayons de préciser les conditions requises pour la formation d'une agglomération planétaire.

J 35. Conditions reciuises jwitr la formation d'un amas sur une branche spirale. — Rappelons -nous le mécanisme qui provoque la naissance des branches spirales : Une masse déjà condensée tourne sur elle-même dans un sens déterminé (sens direct évidemment pour le Soleil de notre

FOBMATION DES PLANÈTES 131

système) ; des météores se précipitent sur elle , ou plutôt sont arrêtés dans leur course; ceux ([ui passent autour d'elle dans son rayon d'action voient leurs trajectoires se dévier : des chocs entre eux sont inévitables; ils perdent une partie de leur vitesse et forment des amas (jui se précipiteront peu à peu vers la masse attirante. Telle est, avons-nous dit, l'oriri^ine de la formation de la double branche spirale. Qu'ils proviennent en ellet d'une capture directe ou indirecte , tous les amas arriveront à participer à la rotation du noyau central et entrelaceront leuis spires, dont la section «grossira à mesure (ju ils approcheront de ce même noyau.

Maintenant, il nous faut tenir compte du plan de circulation des météores par rapjiort à l'axe de rotation de la masse nébulaire.

L'angle de ce plan avec l'axe sera g-énéralement (juelconque Ç\' . n" 2o) ; mais ici, pour sérier les difficultés, nous allons supposer que la résultante des mouvements de translation du noyau et des météores amène le jilan de circulation de ces derniers à coïncider avec l'écpiateur du premier [i\g. 48).

Fijr. 48. — E, E', équateiir ; F, F', faisceaux de motôores ca]>tés.

Si ce cas particulier, qui est très improbable, se réalisait, nous aurions encore évidemment transformation des deux faisceaux F et F' de capture directe et indirecte en deux branches spirales; mais il n'y a aucune raison plausible pour que des nodosités puissent se produire au cours de la condensation. Les amas incorporés peu à peu glisseraient les uns après les autres sur leurs branches respectives et la condensation se ferait sans heurt d'aucune sorte. La densité générale irait en décroissant à partir du centre et suivant la loi admise précédemment (n°* 16 et 17); le tout serait noyé

dans une vaste enveloppe lenticulaire rappelant notre lumière zodiacale actuelle.

Si de tels cas se sont présentés au cours des siècles, nous pouvons être certains que les systèmes issus de ce mécanisme consistent en une masse unique dont la condensation sest continuée à travers les âges, sans possibilité pour elle de posséder un cortège planétaire. A peine pourrait-on admettre quune nuée d'astéroïdes ou de fines particules cométaires ont pu échapper à la mêlée équatoriale qui poussait sans répit les amas vers le centre.

On pourrait objecter que les moindres défauts d'homogénéité dans le nuage cosmique alimentant les deux branches spirales ont dû se faire sentir sous forme de vides ou damas plus ou moins accentués; mais nous ne saurions tabler sur un tel processus pour construire nos planètes. Dans notre système solaire — le seul d ailleurs que nous connaissions. — les planètes sont loin d'être réparties au hasard, et malgré que les cosmogonistes aient épuisé leurs efforts à expliquer la loi de Bode , taxée d empirique par les astronomes, nous avons tous la conviction intime que les distances des corps planétaires, comme les intervalles qui les séparent, dérivent d une cause générale bien réelle, quoique inconnue, et mystérieuse seulement en raison de notre ignorance.

Au reste, cette impossibilité radicale pour une nébuleuse, telle que nous lavons envisagée au début de ce paragraphe, de voir naître des amas ou nodosités sur ses branches, nous aurions pu la pressentir sans grand effort de raisonnement. Nous étions en effet ramenés au cas des fameux anneaux de Laplace ; et si quelque cause accidentelle avait pu provocjuer la formation d'un amas, Maxwell serait venu nous faire observer que les lois de la Mécanique auraient vite fait de dissiper l'agglomération pour la reformer ailleurs.

La solution, direz- vous, est purement négative: je n'en disconviens pas, mais elle était nécessaire pour orienter nos recherches et nous tracer la marche à suivre.

Donnons en effet une inclinaison à Taxe de rotation du noyau par rapport à la direction du nuage cosmique, nous

FORMATION DES l'LANKTES

verrons peu à peu se développer systématiquement des nodosités sur les branches spirales. Ces nodosités sont les premiers linéaments, les noyaux pour ainsi dire de nos futures planètes.

."»r». Iin'lÏÊinisim de Fnxc du Solri] sur le plnii jn'iiirijnil (h' lu iirhulciisi' ifriniilivc. — Mais avant de nous engager dans cette voie, il y a lieu d'examiner jusqu'à quel point cette nouvelle hypothèse concorde avec les conditions présentées par notre propre système.

Tout le monde sait, depuis les travaux de Carrington sur les taches du Soleil, (pie l'équateur de notre grosse sphère centrale est loin de coïncider avec le plan de l'écliptique.

Pô/e de /'éc/ipiique

Fi-. 11».

Pf-an c/u nidix . c/ps ■sires Fig. 50.

La déviation de son axe de rotation, rapportée au pôle de ce dernier, est de 7° 15' et, par une coïncidence très curieuse, cette inclinaison a lieu à peu près sur le même cercle de longitude que celle de l'apex (à 3" près). L'axe du Soleil pointe pres(jue à mi-chemin entre la Polaire et Véga', tandis que la direction de l'apex tombe très près de Véga au Sud : une distance angulaire de 29 degrés environ sépare ces deux positions (fig. 49).

Rapportons maintenant tous ces éléments au plan du

' L'axe du Soleil a pour coordonnées très approchées :

iîî=rl8h44°> ou 2810

maximum des aires actuel ; voici les résultats définitifs que nous obtiendrons (V. fig. oO). Une droite inclinée de 06 degrés sur ce plan nous donnera la direction de l'apex; une autre tracée à 29 degrés de la première marquera Taxe du Soleil, et cet axe lui-même formera un angle de 5 degrés environ avec la perpendiculaire élevée sur notre nouveau plan de référence, celui auquel se rapportent les nombres de la dernière colonne du Tableau du numéro o4'.

Ainsi, la conclusion qui s'impose d'une façon très nette, c'est que l'axe actuel de rotation du Soleil ne coïncide ni avec la direction de l'apex, ni avec l'axe polaire du plan invariable, dont il s'écarte de plusieurs degrés.

Les lois les plus sûres de la Mécanique, et nous le démontrerons, nous indiquent même que cet axe du Soleil était primitivement plus penché par rapport au plan invariable; des actions continues ont, au cours des âges, travaillé à le relever d'une façon notable, si bien qu'en toute occurrence, il nous faut admettre qu'au début de la formation de la nébuleuse , les météores se sont précipités sur un noyau animé d'un mouvement de rotation dont le plan ne coïncidait pas du tout avec leur direction générale relative.

57, Disposition des hrmiches spimles par rapport au plan éqiiatorial du noyau en rotation. — Il en est

résulte un mode d'enroulement des branches spirales complètement différent du cas déjà envisagé. Les premiers météores précipités sur la masse centrale ont dû, en effet, participer immédiatement à sa rotation et se sont enroulés obliquement à leur direction primitive. En d'autres termes, ils se sont groupés dans le plan équatorial du Soleil; mais la vitesse de rotation qui leur était communiquée de proche en proche, diminuant avec la distance, à mesure que les spires se déroulaient, celles-ci avaient une tendance à garder le plan général de leur direction première, si bien que, loin de la masse

' Les nombres donnés dans le texte «ont arrondis. L'indétermination de lape.x, nous l'avons vu n» 43), rend impossible toute précision à ce sujet.

centrale, les branches, par une série de courbes gauches de moins en moins inclinées, regagnaient le plan commun de toutes les trajectoires des amas cosmi([ues avant la rencontre avec la masse attirante.

Prenez un ressort de montre auf[uel vous aurez fixé un axe que vous inclinerez dune main, tandis que de 1 autre vous relèverez l'extrémité libre de la spirale . vous obtiendrez la figure 51, (|ui est une bonne ilKistration du mécanisme

Fit;. 51.

f[ue je viens de décrire. Vous voyez en effet que les spires, perpendiculaires tout d'abord à l'axe du ressort, s'écartent peu à peu de ce plan à mesure ([u'elles s'agrandissent ; et c'est ainsi que, par des courbes de plus en plus obliques, elles arrivent à gagner le plan horizontal qui pourrait figurer dans notre photographie le plan invariable du maximum des aires. Cette circulation (juelque peu complexe ne peut cependant nous donner encore une idée de ce qui doit se passer dans les nébuleuses; nous n'avons ici qu'une seule branche, alors que les nébuleuses spirales en contiennent presque toujours deux. C'est qu'en fait, chacune d'elles vient s'amorcer à

l'une des extrémités d'un même diamètre équatorial (fig. 52) ; celle du haut tendant à s'abaisser, celle du bas à se relever-.

Combinez les deux spirales, et vous aurez cette fois une représentation assez exacte des faits. La photog-raphie ci-jointe du modèle que j'ai réalisé en relief vous aidera à comprendre comment chaque portion de spire abaissée sur l'une des branches correspond à sa symétrique relevée sur l'autre (lig-. o3).

Si maintenant nous trouvons une cause de formation d'amas sur les branches, nous aurons la raison immédiate de ce fait que nous indiquent notre Tableau du numéro 54 et la figure 47, c'est-à-dire celle de l'alternance des planètes au-dessus et au-dessous du plan du maximum des aires, disposition essentielle que les cosmogonies antérieures n'avaient pas signalée, encore moins expliquée.

Nous allons voir que cette cause est extrêmement simple; mais, pour mieux saisir le mécanisme de son action, rappelons brièvement un théorème de Mécanique classique d'une importance capitale pour toute la suite de cette nouvelle théorie.

38. Rappel du théorème de la composition des rotations. — Lorsqu'une sphère ou un disque sont animés d'un mouvement de rotation autour d'un axe , tout mouvement qui viendra s'ajouter au premier se combinera avec lui et donnera une nouvelle rotation résultante, facile à déterminer si l'on connaît la valeur et le sens des deux rotations primitives. Nous supposerons aussi que les rotations ont lieu

FORMATION DFS PLANETES

autour du même centre, c est-à-dire que les axes sont concourants (fiuf. 54).

Soit le disque oblique tournant autour de son axe SO ;

Fig. 54. — Conipnsilioii de deux ri)latioiis.

représentons sa vitesse de rotation par la tangente Ao. A un moment donné, le point A reçoit une rotation nouvelle dans le sens horizontal Am autour de l'axe SM. Pour fixer la nouvelle direction, il suffit de composer les vitesses Ao et Am en construisant le parallélogramme; la diagonale AR sera la résultante cherchée et l'axe autour duquel aura lieu la rotation sera SR'. Ainsi, l'axe primitif SO s'est relevé pour

Fig. 55. — Rotations représentées par leurs axes. SR', rotation résultante de SM et de SO.

prendre la position SR'. On simplifie en ne gardant de la figure que les axes dirigés convenablement; dans la figure 55 les rotations sont directes comme dans notre nébuleuse.

59. Conilensntioii de lu nébuleuse et formation des lunas. — Appliquons ce théorème à la formation des amas. La condensation dans notre nébuleuse s'opère de deux manières à la fois : tout dabord par l'afflux des matériaux qui, répartis sur les branches, glissent peu à peu en vertu des chocs Aers la masse centrale; puis, par la contraction de l'ellipsoïde nébulaire dans lequel les spires sont plongées. Mais ici la condensation est plus complexe ; chaque météore incorporé à limmense lentille décrit des ellipses plus ou moins excentrées, plus ou moins obliques par rapport au plan du maximum des aires et autour du Soleil comme foyer.

Ce plan du maximum des aires n'est pas complètement fixe au cours de la formation de la nébuleuse ; de même, le total des aires augmente, puisque de nouveaux amas arrivent de l'extérieur ; mais, à chaque instant, cette somme des aires décrites autour du Soleil représente la totalité des circulations, soit directes, soit rétrogrades. Les premières l'emportent sur les secondes, en raison de la rotation du noyau central, qui s'est communiquée peu à peu à la plus grande partie de la masse. Il en résulte que tous les météores non incorporés aux branches spirales agissent finalement sur le noyau comme s'ils étaient repartis dans le plan du maximum avec une circulation directe ; ils ont donc une tendance manifeste à relever l'axe de rotation du Soleil. Comme cette tendance a continué au cours de l'évolution de la nébuleuse, il s'ensuit qu'au début, l'axe solaire était beaucoup plus penché et se rapprochait notablement de la direction de l'apex. De quelle quantité s'est-il relevé? Il serait vain de vouloir le rechercher à l'aide de données insuffisantes.

60. — Mais ce que permet d'affirmer la théorie, c'est que le relèvement de Taxe du Soleil a exercé son action sur les spires enroulées autour de son équateur, tendant sans cesse à les rapprocher du plan du maximum des aires et à faire disparaître les différences d'obliquité qu elles présentaient. Sans doute l'effet a été très lent; mais chaque mouvement de bascule de l'équateur solaire s'est propagé à travers toute la

masse, atîectant dabord les réj^ions -ivoisinantes pour gafj^ner peu à peu les parties éloi«i^nées des branches spirales. On ne saurait mieux faire que de comparer un tel processus à la propai^ation d'une onde qui, prenant naissance au centre de la nébuleuse, étendait son rayon d'action insensiblement à toutes les portions symétriques des deux branches.

Il est même permis de supposer (ju il a toujours fallu une somme à peu près égale de matériaux pour dévier dune façon sensible et d'une même ([uantité la masse imposante de l'astre central : tel le cas d'une roue hydrauli({ue qui tourne d'un certain angle sous le poitls d un volume d'eau déterminé, ou mieux encore celui des ondes sonores et électricjues f{ui doivent être entretenues pour faire sentir leur action à telle ou telle distance.

61. Fonnuliiui (1rs (fntssrs phuiôlcs. — Nous sommes maintenant en possession de tous les éléments nécessaires pour résoudre le problème posé, la formation damas ou de nodosités sur les branches spirales.

Keportons-nous au moment où le système solaire, dégagé du nuage cosmique traversé, ne recevait plus d'apports extérieurs. Notre nébuleuse est complète ; elle nous apparaît tout d'abord comme enveloppée dans un large ellipsoïde de météores; mais dès que la condensation commence, les extrémités des branches spirales se dégagent et bientôt les effets de la contraction se font sentir ; le relèvement de la masse centrale ne tarde pas à provoquer un mouvement de bascule sur les deux branches, l'une se relevant, l'autre s'abaissant, toutes les deux tendant à se rapprocher ainsi du plan du maximum des aires, qui, cette fois, mérite son nom de plan invariable.

Il y aura donc, à l'endroit où l'onde s'éteindra, une sorte de cassure; les deux extrémités des branches restant dans leur position primitive [\ . fig. 56), l'appendice tronçonné continuera à tourner pour son propre compte autour du Soleil. A partir de ce moment, ses attaches étant rompues, la partie arrière ne pourra opérer sa condensation qu'en

poursuivant son chemin vers la partie avant . qui deviendra ainsi le lieu de rendez-vous de tous les météores attardés. Il y aura donc formation d'un amas destiné à s'agglomérer

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■ Saturne ,'"*■".

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Fig. 56. — Vue en plan et en coupe de la nébuleuse.

de plus en plus et à prendre une forme grossièrement lenticulaire.

Les planètes sont à peu près restées à l'endroit où les a surprises cette onde ayant amené la rupture*; lexamen du Tableau (n° o4) indique, par la symétrie de la répartition dans la troisième colonne, que Neptune doit avoir une réplique derrière lui, planète transneptunienne qui a dû se détacher au-dessous du plan du maximum des aires et sur la branche spirale ayant formé Uranus.

L'écart plus notable que présente cette dernière planète,

1 Nous disons : à peu près restées... En réalité, la résistance du milieu a du favoriser une contraction des orbites, et d'une façon générale les distances moyennes des planètes ont, de ce fait, été diminuées d'une manière sensiblement j)roportionnelle. Nous reviendrons sur ce sujet au.\ chapitres suivants.

jumelée avec Saturne, s'expli(jue fort l)ien par le fait que les parties larj^ement ouvertes des branches spirales où ces deux corps ont pris naissance présentaient une courbure plus accentuée que les extrémités, développement nécessaire des arcs incurvés qui rejoig^naient le plan invariable aux confins du système planétaire (lig. 57).

Fi^. J7 mmUraiil qu'uiu- Iji-aiiclie spirale osl uiu- coiii-l)e }::auclie.

Les ligures 56 et 57 feront aisément saisir cette disposition et le mécanisme décrit jusqu'ici.

Les branches spirales se rap[)rochant encore du plan invariable en allant vers le gros de la nébuleuse, on comprendra immédiatement que Jupiter se soit détaché à 20 minutes seulement au-dessous de ce plan qu'il a fixé d'une façon définitive en raison de sa masse, 317 fois plus forte que celle de la Terre (V. la ligure 57 et aussi, pour l'ensemble, la figure 58).

62. Les nstéroïdes. — Mais sur l'autre branche spirale et à l'endroit opposé, aucun amas important ne s'est dessiné pour donner la réplique au globe jovien. Au lieu d'une planète, nous sommes en présence d'un nombre inouï de mondicules; nous pénétrons dans la zone des astéroïdes dont plus de 1000 ont été recensés à l'heure actuelle. Pourquoi une telle poussière disséminée sur une zone circulaire de 500 millions de kilomètres, plus de trois fois notre distance au Soleil?

Les anciens astronomes n'ont fait que balbutier des explications ; quant aux cosmogonistes, ils n'ont entrevu à cette particularité qu'une cause au demeurant assez spécieuse : les

amas qui auraient pu former une planète convenable, nous ont-ils déclaré , nont pu s'agglomérer en raison de l'action dissolvante de Jupiter.

De semblables affirmations ont pu paraître plausibles autrefois, alors c|ue les petites planètes se groupaient autour de la dislance moyenne de 2,8 unités astronomiques; elles nous sembleront bien risqviées, maintenant que nous avons constaté la présence de plusieurs astéroïdes empiétant sur l'orbite de Mars et sapprochant du Soleil plus près que cette dernière planète. Pourquoi, dès lors, si la raison alléguée ofTre quelque valeur, Jupiter n'a-t-il pas exercé son action dissolvante sur la planète Mars, engagée elle aussi dans les entrelacements des orbites des astéroïdes?

L'existence de ces derniers nous apparaîtra moins mystérieuse en suivant notre méthode d'exploration des branches spirales.

Constatons tout d'abord que d'Uranus à Jupiter, l'inclinaison des orbites a forcément diminué : c est une conséquence de la courbure des branches spiiales, qui tendent à rejoindre par échelons le plan du maximum des aires, en raison de l'influence de la masse centrale leur communiquant son relèvement; d'autre part, ce même mouvement continuant à s'accentuer, il est évident qu'une planète plus proche du Soleil que Jupiter, mais placée en face sur l'autre branche, aurait dû se former très près du plan du maximum des aires, puisque le globe jovien n'en est lui-même qu'à 20 minutes. Nous pouvons donc hardiment conclure que, de Jupiter à Mars, les spires dans les deux branches, après la naissance de l'amas jovien, ont dû coïncider à très peu près avec le plan invariable et que leur différence d'inclinaison entre elles était nulle pour ainsi dire ; donc pas de cassure, partant aucune formation possible d'un amas sérieux.

Cette explication nouvelle nous fournit en même temps la preuve de ce c[ue j'avançais au commencement de ce chapitre : Une nébuleuse dont les spires seraient sur un même plan ne saurait donner naissance à des amas, donc à des agglomérations planétaires. C'est l'illustration et la confir-

Fig. 58. — Disposition de la double l)i-anche spirale (parties extérieures) Les planètes fornu'-es i-n nii-me temps sont opposées.

Fig. 59. — Parties intérieures de la double branche spirale. L'échelle a été augmentée à dessein, par rapport à la figure précédente.)

40 — Cosmogonie.

mation des théories de Maxwell : un anneau est voué à la stérilité; jamais il ne se résoudra en un corps unique; mais par contre, et ceci est conforme aux lois de la dynamique, sa condensation pourra donner lieu à un nombre indéfini de petites agglomérations'.

Nous verrons dans un chapitre spécial la raison des inclinaisons assez fortes des orbites des astéroïdes et comment leur anneau, pour le moins étrange, s'est grossi de nombreux intrus. Revenons maintenant aux grosses planètes.