L'ABERRATION

On sait en quoi consiste le phénomène de Taberration, découvert par Bradley, La lumière émanée d'une étoile met un certain temps pour parcourir une lunette ; pendant ce temps, la lunette, entraînée par le mouvement de la Terre, s'est déplacée. Si donc on braquait la lunette dans la direction vraie de rétoile, l'image se formerait au point qu'occupait la croisée des fils du réticule quand la lumière a atteint l'objectif; et cette croisée ne serait plus en ce même point quand la lumière atteindrait le plan du réticule. On serait donc conduit à dépointer la lunette pour ramener l'image sur la croisée des fils. Il en résulte que l'astronome ne pointera pas la lunette dans la direction de la vitesseabso lue de la lumière, c'est-à-dire sur la position vraie de l'étoile, mais bien dans la direction de la vitesse

2d2 SCIENCE ET MÉTHODE

relative de la lumière par rapport à la Terre, c'està-dire sur ce qu'on appelle la position apparente de rétoile.

La vitesse de la lumière est connue; on pourrait donc croire que nous avons le moyen de calculer la vitesse absolue de la Terre. (Je m'expliquerai tQut à Theure sur ce mot absolu.) Il n'en est rien ; nous connaissons bien la position apparente de Tétoile que nous observons ; mais nous ne connaissons pas sa position vraie : nous ne connaissons la vitesse de la lumière qu'en grandeur et pas en direction.

Si donc la vitesse absolue de la Terre était rectiligae et uniforme, nous n'aurions jamais soupçonné le phénomène de l'aberration ; mais elle estvariable ; elle se compose de deux parties : la vitesse du . système solaire, qui est rectiligne et uniforme ; la vitesse de la Terre par rapport au Soleil, qui est variable. Si la vitesse du système solaire, c'està-dire si la partie constante existait seule, la direction observée serait invariable. Cette position qu'on observerait ainsi s'appelle la position apparente moyenne de Totoile.

Tenons compte maintenant à la fois des deux parties de la vitesse de la Terre, nous aurons la pogftion apparente actuelle, qui décrit une petite ellipse autour de la position apparente moyenne, et c'est cette ellipse qu'on observe.

En négligeant des quantités très petites, nous Terrons que les dimensions de cette ellipse ne dépendent que du rapport de la vitesse de la Terre

LA MÉCANIQUE KT l'OPTIQUE 233

par rapport au Soleil, à la vitesse de la lumière, de sorte que la vitesse relative de la Terre par rapport au Soleil est seule intervenue.

Halte-là! toutefois. Ce résultat n'est pas rigoureux, il n'est qu'approché ; poussons Tapproximation un oeu plus loin. Les dimensions de l'ellipse dépendront alors de la vitesse absolue de la Terre. Compa rons les grands axes de Tellipse pour les différentes étoiles : nous aurons, théoriquement du moins, le moyen de déterminer cette vitesse absolue.

Cela serait peut-être moins choquant qu'il ne semble d'abord; il ne s'agit pas, en effet, de la vitesse, par rapport à un absolu vide, mais de la vitesse, par rapport à l'éther, que l'on regarde par définition comme étant en repos absolu.

D'ailleurs, ce moyen est purement théorique. En effet, l'aberration est très petite; les variations possibles de l'ellipse d'aberration sont beaucoup plus petites encore, et, si nous regardons l'aberration comme du premier ordre, elles doivent donc être regardées comme du second ordre : un millième de seconde environ ; elles sont absolument inappréciables pour nos instruments. Nous verrons enfin plus loin pourquoi la théorie précédente doit être rejetée, et pourquoi nous ne pourrions déterminer cette vitesse absolue quand même nos instruments seraient dix mille fois plus précis I

On pourrait songer à un autre moyen, et l'on y a songé, en effet. La vitesse de la lumière n'est pas la même dans l'eau que dans l'air; ne pourrait-on comparer les deux positions apparentes d'une étoile

234 8CIENCE ET MÉTHODE

vue à travers une lunette tantôt pleine d'air, tantôt pleine d'eau ? Les résultats ont été négatifs ; les lois apparentes de la réflexion et de la réfraction ne sont pas altérées par le mouvement de la Terre. Ce phénomène comporte deux explications :

1^ On pourrait supposer que Téther n'est pas en repos, mais qu'il est entraîné par les corps en mouvement. Il ne serait pas étonnant alors que les phénomènes de réfraction ne fussent pas altérés par le mouvement de la Terre, puisque tout, prismes, lunettes et éther, est entraîné à la fois dans une même translation. Quant à l'aberration ellemême, elle s'expliquerait par une sorte de réfraction qui se produirait à la surface de séparation de l'éther en repos dans les espaces interstellaires et de Téther entraîné par le mouvement de la Terre. C'est sur cette hypothèse (entraînement total dç l'éther) qu'est fondée la théorie de Hertz sur TÉlectrodynamique des corps en mouvement;

2° Fresnei, au contraire, suppose que l'éther est en repos absolu dans le vide, en repos presque absolu dans l'air, quelle que soit la vitesse de cet air, et qu'il est partiellement entraîné par les milieux réfringents. Lorentz a donné à cette théorie une forme plus satisfaisante. Pour lui, l'éther est en repos, les électrons seuls sont en mouvement ; dans le vide, où l'éther entre seul enjeu, dans l'air, où il entre presque seul en jeu, l'entraînement est nul ou presque nul; dans les milieux réfringents, où la perturbation est produite à la fois par les vibrations de l'éther et par celles des électrons mis

LA MÉCANIQUE ET l'opTIQUE 235

en branle par Tagitation de Téther, les ondulations se trouvent partiellement entraînées.

Pour décider entre les deux hypothèses, nous avons Texpérience de Fizeau, qui a comparé, par des mesures de franges d'interférence, la vitesse de la lumière dans Tair en repos ou en mouvement, ainsi que dans Teau au repos ou en mouvement. Ces expériences ont confirmé Thypothèse de Tentraînement partiel de Fresneî. Elles ont été reprises avec le même résultat par Michelson. La théorie de Hertz doit donc être rejeiée^