II. BLANCHEUR DE L’ATMOSPHÈRE ET DEGRÉS DE SON ÉCLAT

§ 477. Pour expliquer le mode de production du crépuscule, les astronomes admirent que l’air avait une transparence imparfaite; pour expliquer l’état du ciel couvert, ils admirent que les vésicules de vapeur avaient aussi une transparence imparfaite. Et cependant aucun des observateurs ni des physiciens ne put prouver que ces deux états existassent directement dans l’air sec ou dans la vapeur isolée d’air. Ils ne purent arriver aux résultats cherchés par une raison bien simple, c’est qu’ils cherchaient des choses qui n’existent pas. 1° L’air seul est parfaitement transparent; 2* les vésicules de vapeur seules sont aussi parfaitement transparentes. Tout le monde connaît ces deux faits; mais les astronomes avaient besoin des propriétés qu’ils voulaient imposer à l’air et à la vapeur.

La transparence d’un espace vide ou occupé est l’état de la propagation rectiligne des atomes de lumière en direction centrifuge par rapport au corps lumineux. Chaque espace occupé par l’air seul ou par des vésicules de vapeur seules est transparent; il est absolument impossible d’y

découvrir la moindre opacité ou quelque trace de manque de transparence.

§ 478. Blancheur produite dans le mélange de l’air avec les vésicules. Les mélanges de gaz avec des gaz ou des vapeurs d’un liquide avec celles d’un autre sont transparents ; la blancheur n’est produite que dans le mélange des gaz avec les vésicules. La propagation de la lumière en direction rectiligne en pareil cas ne peut pas s’opérer, à cause de l’inégale résistance exercée de la part des enveloppes des vésicules et de la part des molécules d'air logées dans les intervalles. Ceux*ci sont parcourus en directions rectilignes, mais les enveloppes font prendre aux atomes de lumière incidente toutes les directions divergentes, pour les faire marcher latéralement aux vésicules ambiantes, qui exercent la môme dispersion sur les atomes de lumière.

Dans l’atmosphère, la quantité d’air ne varie qae trèspeu, comme on le voit dans la hauteur du baromètre; tous les changements dans son aspect ont pour cause la multiplication ou la diminution des vésicules. L’espace de l'atmosphère occupé par l’air pur et sec est parfaitement transparent ; il prend une opacité perceptible lorsqu’il s’y introduit une quantité v de vésicules suffisante pour disperser une quantité <p d’atomes de lumière et pour les faire arriver à l’œil ensemble avec les atomes <1> qui n’ont éprouvé aucune déviation. Ainsi, en voyant le corps lumineux, nous voyons en môme temps l’espace blanc par les atomes <p de lumière dispersée par les vésicules.

Lorsque les vésicules se multiplient pour devenir v dans le môme espace e occupé par l’air, elles dispersent les atomes «p -+• <p' de lumière, lesquels atomes arrivent de l’espace é qui est entre le corps lumineux et l’œil. Dans ce cas, l’œil reçoit la lumière tp -+- <p' des vésicules v de cet espace i et la lumière $> — <!>', qui y passe en venant du corps lumineux. Si donc la lumière tp -l- ip' est inférieure à celle

<ï> — «I»', nous distinguons le corps lumineux. 2° Si la lumière — y1 est faible, mais supérieure à <1> — il y a suppression d’une grande quantité de lumière qui rend invisible le corps lumineux et en même temps elle obscurcit l’espace é. 3" Si la lumière •+- et <1» — $ est presque égale, il arrive à l’œil un maximum d’atomes de lumière qui fait paraître l’espace è d’une blancheur au maximum d’éclat, sans que le corps lumineux ni le bleu du ciel en soient plus visibles.

lu. DE L’ATMOAÉROSPHÈRE CONTENUE DANS L'AÉROSPHÈRE.

§ 479. L’atmosphère n’est pas entièrement occupée par une égale densité de vésicules} celles-ci varient continuellement, et ces variations sont indiquées par l’état hygrométrique de l’air et par les divers aspects du ciel. On observe de pareils changements jusqu’à la hauteur des nuages qui ne dépassent pas 3,000 mètres. La raréfaction des vésicules fait diminuer la blancheur du ciel et apparaître on bleu sombre, couleur qui se présente à ceux qui montent au sommet des montagnes, et notamment aux aéronautes, puisqu’ils traversent fréquemment les nuages. Dans cette position la partie blanche du ciel se trouve au-dessous d’eux et ils voient le bleu sombre à une grande hauteur, ce qui leur fait paraître le soleil comme une grande étoile dans un ciel de nuit.

Les variations de l’hygromètre indiquent la multiplication des vésicules ou leur diminution, qui s’opèrent dans la faible hauteur des 3,000 mètres sans rien changer à l’air pur de la couche supérieure, qui est une aérosphère . Elle embrasse la couche composée d’air et de vapeur nommée atmoaérosphère.

Par oubli, Képler n’a pas attribué le crépuscule aux dispersions exercées par les vésicules sur les atomes de lumière

pour leur faire décrire des arcs autour de la Terre, mais il en a cherché la cause dans une réflexion exercée par l’extrémité de l’air de l’atmosphère. Depuis, les voyages et les observations postérieures nous ont appris que la durée du crépuscule n’est que de quelques minutes à Chili, à Cumana, à Sennaar, tandis que la hauteur du baromètre indique une pression qui ne diffère pas de celle des autres pays où la durée du crépuscule est d’une heure ou même d’une heure et demie.

Les durées du crépuscule sont donc en rapport direct avec l’épaisseur h de la couche d’air mêlée aux vésicules de vapeur que, pour cette raison, on a nommé atmoaérosphère. Cependant il n’est pas nécessaire que cette épaisseur h soit égale à la hauteur H de l’aérosphère, parce que c’est la dispersion qui se répète dans chaque vésicule. L’hypothèse même de Képler de l’existence d’une réflexion de la lumière incidente sur les molécules de l’air ne permettrait pas de la considérer comme une propagation rectiligne dans le milieu de l’air, lorsque cette lumière a éprouvé une réflexion dans les molécules homoïdes de l’air. Comme il n’y a aucune différence entre les molécules de l’air, chacune d’elles produirait des réflexions égales, d’où résulte l’effet d’une dispersion en direction courbe pareille à celle qui s’opère dans la faible épaisseur h de l’almoaérosphère.

Cette épaisseur h ne cesse pas d’être en rapport direct avec les durées t, t -+- t, du crépuscule ; au moyen de ces durées, nous parvenons donc à connaître que l’épaisseur h varie du soir au matin, l’été et l’hiver, aux petites et grandes latitudes, la veille d’un orage et après l’orage. L’épaisseur h est en rapport direct avec l’état hygrométrique de l’atmosphère. Cet état est à un degré plus élevé le soir que le matin avant le lever du soleil ; il est également plus élevé l’hiver que l’été; de même il est supérieur aux grandes la titudes et inférieur aux petites.

IV. INVESTIGATION DES FORMES DE LA LUNE ET DE SATURNE PAR LES QUANTITÉS DE LUMIÈRE.

§ 480. La Lune, comme les planètes et leurs satellites, est éclairée par le Soleil. Son disque disperse la lumière incidente; de même les vésicules de l’atmoaérosphère dispersent une partie de la lumière incidente en l’empêchant de s’avancer jusqu’à la planète. Il faut donc distinguer : 1' les corps dont la surface disperse la lumière incidente, tels que la Lune et les satellites, et 2“ les corps qui dispersent de la lumière incidente $ une partie <ç par leur surface et une autre partie <?' par les vésicules contenues dans leur atmoaérosphère : telles sont les planètes entourées d’aérosplière épaisse transparente et d’atmoaérosphère peu épaisse non parfaitement transparente, comme celle de la Terre, et 3° les corps qui dispersent toute la lumière incidente par leurs vésicules seules ou mêlées avec l’air ; ces corps sont les planétoïdes et les comètes.

§ 481. Forme ovalaire de la Lune. Si la Lune était une sphère de diamètre égal à celui de son disque, elle serait plus lumineuse au milieu qu’au bord ; c’est le contraire que nous observons ; de la pleine Lune la clarté de son bord est supérieure, et c’est précisément dans son milieu que la clarté est plus faible. Cette distribution de clarté observée ne correspond aucunement à une forme sphérique; mais avant que l’on connût la forme véritable, les astronomes, pour pallier leur première erreur, durent en commettre plusieurs autres. Ainsi, ils ont attribué aux distributions des montagnes la distribution de lumière observée. 1° Pour obtenir au milieu du disque une clarté médiocre, il fallait y établir les montagnes les plus élevées. 2" Pour obtenir au bord du disque une clarté supérieure, il fallait également admettre une chaîno périphérique de montagnes. Toutefois I. 50

les observations donnent des résultats diamétralement opposés; les montagnes manquent autant du milieu du disque de la Lune que de son bord, et elles occupent la zone entre le centre et le bord du disque. Tous ces détails font voir avec la dernière évidence que la forme réelle de la Lune n’est pas sphérique, mais ovalaire.

§ 482. Sillon équatorial de Saturne. Cette forme singulière déduite de l’âge de la planète résulte aussi des observations photométriques suivantes. La clarté des deux hémisphères de la planète ne se présente égale que dans un seul cas, c’est lorsque le Soleil et la Terre se trouvent sur le prolongement du plan équatorial de la planète; cela arrive tous les quatorze ans, car tous les quatorze ans le Soleil se trouve sur le prolongement du plan équatorial pendant que la Terre passe du sud au nord et du nord au sud de ce plan équatorial.

i 'Le Soleil ei la T erre sur le plan équatorial de Saturne. Les deux hémisphères sont également éclairés; il n’y a pas apparition d'anneau.

2° Le Soleil d'un côté de l'Equateur et la Terre de C autre. Pendant que le Soleil s’éloigne lentement de l’équateur de Saturne, il s’éeoule environ six mois. Dans cet espace de temps, nous voyons l’hémisphère sud plus éelairé si le Soleil et la Terre sont au nord de l’équateur; il y a donc apparition d’anneau.

8* Le Soleil et la Terre peu éloignés de C équateur de Saturne. Au bout de quelques mois, la Terre revient au plan équatorial, alors les deux hémisphères se présentent également éclairés; il n’y a pas apparition d’anneau.

4“ Le Soleil éloigné du plan équatorial. Si le Soleil est au sud de l’équateur de Saturne, l’hémisphère nord do celui-ci paraît plus lumineux que son hémisphère sud. Le contraire a lieu lorsque le Soleil est au nord de l’équateur de la planète.

L’ensemble de ces résultats phométriques conduit à re-

connaître l’existence d’un large sillon dont le fond est sw l’équateur et le bord de ses deux versants dans les environ des tropiques. Lors donc que le Soleil est sur l’équateur d< la planète, les deux versants sont également éclairés; i cette époque, tant que la Terre est sur cet équateur, les anneaux manquent. Quand la Terre a passé six mois d’ui côté de l’équateur, l'anneau apparaît de l’autre; quam elle revient au lieu susdit, l’anneau disparaît parce que le; deux versants apparaissent également éclairés. Nous donnons plus bas les détails de ces faits.