GALILÉE

L’emploi des lunettes remonte à une époque éloignée. On y a sans doute été conduit peu de temps après l’invention du verre en remarquant l’agrandissement des dimensions d’un objet vu à travers un vase rond de verre rempli d’eau. Mais la construction des lentilles, où les verres lenticulaires se trouvent combinés de manière à augmenter dans une grande mesure la puissance de la vision des objets éloignés, est beaucoup plus récente. Cette découverte fut faite en Hollande au commencement du dix-septième siècle et paraît avoir été due au hasard, a A la honte de nos sciences, dit Descartes dans sa Dioptrique, une si admirable invention n’a pre-

mièrement été trouvée que par l’expérience et la fortune. Il y a environ trente ans Jacques Métius, homme qui n’avait jamais étudié, mais prenait plaisir à faire des miroirs et des verres brûlants, ayant à cette occasion des verres de différentes formes, s’avisa de regarder au travers de deux dont l’un était convexe et l’autre concave, et les appliqua si heureusement au bout d’un tuyau que la première lunette en fut ainsi composée. » D’autre part on a souvent cité les opticiens Jansen et Lippershey, de Middlebourg, sinon comme ayant inventé cet instrument, du moins comme l’ayant perfectionné.

Les lentilles employées dans la construction des télescopes et des microscopes ont leurs surfaces courbes taillées de manière à changer la direction des rayons de lumière qui les traversent. Ces déviations ont pour cause la réfraction, c’est-à-dire la loi d’après laquelle un rayon de lumière passant dans une direction oblique d’un milieu transparent dans un autre de densité différente change de direction. Si le milieu nouveau est plus dense, le rayon est réfracté vers la perpendiculaire, s’il l’est moins, il s’en écarte.

Il a été justement observé que sans la réfraction, qui au premier abord pouvait paraître gênante, non-seulement on n’aurait pas eu les lentilles ni par suite les instruments d’optique, mais que l’œil même n’aurait pu exister.

On appelle foyer l’endroit où se réunissent les directions des rayons lumineux qui, partant d’un même point, sont réfractés par les lentilles. Si, comme cela a lieu pour les astres, ces rayons incidents peuvent être considérés comme parallèles, le foyer porte le nom de foyer principal. On entend par distance focale l’intervalle qui sépare le foyer de la lentille.

Les lentilles de forme biconvexe rendent convergents les rayons qui les traversent, les biconcaves les rendent divergents. C’est toujours une lentille biconvexe qu’on place du côté de l’objet et elle porte le nom d’objectif; elle donne une image très-petite et très-brillante au foyer. Quand la seconde lentille, appelée oculaire et adaptée à l’autre extrémité du tube, est aussi biconvexe, elle joue le rôle d’une loupe à travers laquelle on regarde l’image formée. Quand on se sert d’un oculaire biconcave, on le place de manière à ce qu’il reçoive les rayons qui ont traversé l’objectif avant leur arrivée au point de convergence, et ces rayons rendus alors divergents semblent venir d’une image placée entre l’oculaire et l’objectif et aussi agrandie qu’elle peut 1 être quand on emploie la lentille biconvexe. G est sur cette dernière combinaison qu’on était tombé en Hollande. 11 ne fallut au grand physicien Galilée qu’une description assez vague de 1 instrument pour parvenir rapidement à en construire un lui-même. Le plus illustre astro-

nome du temps, Képler, conçut la premioie combinaison \ il employa deux lentilles biconvexes dans la lunette qu'il fit construire un peu plus tard et qui est restée la lunette astronomique proprement dite.

Ce qu'on appelle champ de la lunette, est l’espace circulaire du ciel qu’on y aperçoit ; sa grandeur dépend du grossissement. Le rapport géométrique des distances focales des deux lentilles mesure le grossissement, et ce principe ouvrirait une possibilité d’amplification indéfinie, si la difficulté de la fabrication des verres, ainsi que les conditions de longueui de 1 instrument relatives à la facilité de le manier, ne renfermaient cette possibilité dans des limites assez étroites. Remarquons que l’expression de grossissement ne doit pas être prise dans le sens que lui prête le langage ordinaire. Quand on parle d’une lunette ayant un grossissement de cent fois, cela veut dire qu’elle fait paraître les objets sous un angle cent fois plus grand qu à l’œil nu et non que leur grandeur réelle est

multipliée par 100.

Le plus fort grossissement auquel parvint Galilée, ne fut que de 32, mais ce résultat suffit pour déterminer tout à coup un très-grand progrès de l’esprit humain. Les belles nuits d Italie favorisèrent la révélation des splendeurs nouvelles de la création, qui remplit d’enthousiasme l’âme du savant. 11 s’empressa de satisfaire la

curiosité vivement excitée du public en décrivant la suite rapide de ses découvertes dans son Nuncius sidereus (Messager céleste).

Le premier astre sur lequel il dirigea son instrument fut la lune. Elle présenta de toutes parts sur sa surface des montagnes et des vallées analogues à celles de la terre. En les éclairant le soleil produisait derrière les montagnes de grandes ombres qui se projetaient sur le sol. La lumière commençait par dorer les cimes et se répandait ensuite graduellement jusqu’à la base. Par une application facile de la géométrie la hauteur de ces proéminences fut déduite de la longueur des ombres, et on constata avec surprise l’existence de montagnes hautes de six à sept mille mètres comme certains pics de l’Himalaya et des Andes, ce qui est énorme pour un globe beaucoup plus petit que le nôtre. D’autre part Galilée comparait la surface lunaire à la queue d’un paon à cause de la grande quantité d’yeux ou cavités circulaires dont elle était parsemée. Il se faisait déjà une juste idée de la dimension de ces cirques en comparant l’un d’eux à la Bohême entourée de son rempart de montagnes. Les taches irrégulières qu’on constate à la simple vue sur le disque lunaire parurent à Galilée des terres et des mers, mais des observations plus récentes ont montré l’erreur de cette opinion. Il admit avec raison l’explication que Léonard de Vinci venait

de donner de cette pâle lumière cendrée qui est répandue sur la partie de l’astre non frappée par le soleil au premier et au dernier quartier. On sait que c’est la terre qui rayonne alors sur son satellite et y fait luire dans la nuit ce qu’on peut appeler « un clair de terre. »

Ce fut avec un grand étonnement que l’astronome, en dirigeant la lunette vers les espaces étoilés vit diminuer au lieu d’augmenter l’apparence des étoiles fixes. Elles se réduisirent à des points, sans dimensions appréciables, phénomène dû à la disparition de l’auréole scintillante. Leur nombre, au contraire, augmenta d’une manière prodigieuse. Dans les intervalles qui séparent les étoiles visibles à l’œil en apparurent un grand nombre d’autres. C’était comme un nouvel univers qui se révélait au delà de la sphère où resplendissaient les constellations symbolisées par l’antiquité. Dans celles-ci on avait compté six ordres de grandeurs ; il y en eut désormais plus de douze. Cette multiplication fut surtout frappante dans quelques amas d’étoiles signalés depuis longtemps. Celui des Pléiades en offrit trente-six au lieu de six ou sept seulement reconnues par les anciens. On compta quatre-vingts étoiles dans l’Epée et le Baudrier d’Orion , là où les astronomes arabes n’en avaient distingué que huit. La voie lactée4 considérée jusqu’alors simplement comme un nuage permanent de vapeurs lumineuses étendu

sur la voûte céleste, devint par Inapplication de la lunette une immense agglomération d'étoiles rendues désormais distinctes.

Quel aspect allaient présenter les planètes? Loin de se réduire à des points brillants, ces astres acquirent la forme d’assez grands disques, et leur analogie avec notre globe apparut immédiatement. Elle fut confirmée surtout par la découverte à laquelle l’examen de Jupiter conduisit Galilée. Près de la planète il vit en effet quatre petites étoiles qui de jour en jour changeaient de position par rapport h elle tout en l’accompagnant dans sa course dans le ciel. Deux mois d’observation attentive l’amenèrent à cette conclusion que les étoiles étaient animées d’un mouvement circulaire autour de Jupiter et qu’on pouvait les comparer au satellite dont nous sommes accompagnés. Le corps de la planète projetait du côté opposé au soleil un grand cône d’ombre qui occasionnait pour ces satellites des éclipses analogues aux éclipses de lune, et ces phénomènes étaient très-fréquents, les dimensions de Jupiter dépassant considérablement celles de la terre.

Il est évident que la découverte de ces satellites dut avoir une très-grande influence sur tous les esprits non prévenus pour confirmer le système du monde proposé par Copernic. Le petit monde de Jupiter présentait la parfaite image du soleil central au milieu des orbes pla-

nétaires. Dès que la marche exacte des satellites put être déterminée , Képler reconnut qu’ils obéissaient à ces grandes lois dont la découverte lui est due. Il comprit aussitôt la portée de cette coïncidence et,lorsqu’en 16161’interdiction fut lancée contre le système de Copernic, il protesta énergiquement dans son Harmonie du monde, a Quatre-vingts ans, écrit-il, se sont écoulés depuis qu’on peut lire sans obstacle la doctrine de Copernic sur le mouvement de la terre et l’immobilité du soleil, parce qu’on a cru enfin pouvoir se permettre de disputer des choses naturelles et d’éclairer les œuvres de Dieu ; et maintenant que de nouveaux documents inconnus aux juges ecclésiastiques ont été découverts à l’appui de cette doctrine, il est interdit chez vous de propager le véritable système du monde ! »

Les planètes Vénus, Mars et Mercure se montrèrent dépourvues de satellites, mais Galilée reconnut bientôt que la première a des phases comme la lune, et il n’y eut plus de doute sur son mouvement autour du soleil. Saturne apparut sous une forme très-bizarre , et Galilée prétendit que ce n’était pas un astre simple, mais un composé de trois étoiles qui se touchent presque. Bientôt après un observateur le décrivit comme un disque pourvu de deux anses et ressemblant à une bombe. Ces anses étaient diamétralement opposées, s’ouvraient d’abord de

plus en plus, se rétrécissaient ensuite et disparaissaient entièrement pendant un certain intervalle de temps. Ce fut Htiyghens qui, après avoir suivi longtemps ces transformations à l’aided’une lunette dont il avait taillé l’objectif lui-même» devina enfin l’énigme qu’elles cachaient. Il constata que Saturne était une masse sphérique comme les autres planètes, mais qu’elle était entourée d’un anneau circulaire, aplati, et ne touchant l’astre central en aucun point. Cet anneau disparaît quelquefois pour les observateurs qui n’ont que de faibles lunettes; il faut des instruments très-puissants pour l’apercevoir encore, car étant seulement éclairé par la tranche il ne présente que l’apparence d’une ligne lumineuse très-mince.

On ne connaissait rien dans l’antiquité sur la constitution du soleil. De temps en temps seulement quelques taches noires qu’on pouvait distinguer à l’œil ou quand l’astre était près de l’horizon, avaient été signalées. L’application de la lunette fit reconnaître ces taches d’une manière précise et montra qu’elles étaient variables de forme et d’étendue. Galilée fit voir publiquement ce curieux phénomène en transportant son instrument au Quirinal et dans les jardins du cardinal Bandini, mais seulement quand le soleil s’était assez abaissé pour perdre une grande partie de son éclat. Le jésuite Scheiner donna le moyen de l’observer d’une ma-

nière continue en plaçant un verre de couleur bleue devant l'oculaire. Ce fut lui qui remarqua pour la première fois des espaces plus brillants que le reste de la surface et auxquels on a donné le nom de facules. Il eut la malheureuse idée de donner les taches obscures pour des planètes très-voisines de l’astre ; Galilée interpréta mieux les observations, et montrant que ces taches devaient nécessairement adhérer au corps même du soleil, il rendit compte de leur translation en attribuant à ce dernier un mouvement de rotation.

On doit à Scheiner l’ingénieux système de projection par la lunette qui aide à observer les taches, et permet de suivre leur déplacement avec beaucoup d’exactitude. II consiste à placer l’instrument dans la direction des rayons solaires, de manière à ce que l’objectif se présente à l’ouverture circulaire pratiquée dans le volet d’une chambre obscure. L’oculaire est ensuite approché ou éloigné jusqu’à ce que l’image du soleil reçue sur un écran soit bien terminée à ses bords ; on voit alors très-nettement les taches noires, ainsi que les grandes facules de lumière plus vive que le fond général.

Tel est l’ensemble des découvertes que firent dans un petit nombre d’années les premiers observateurs armés de l’organe nouveau que l’homme s’était créé. Ce soudain agrandissement de sa perception physique donna à sa

puissance intellectuelle un vigoureux élan, renforcé par les précieux avantages qui ressortirent de l’association des savants dans les académies fondées à cette époque au sein des Etats les plus éclairés de l’Europe.

Les violences auxquelles l’obscurantisme eut recours ne purent guère empêcher la vulgarisation du véritable système du monde. «Par aucune autre combinaison, avait dit Copernic, je n’ai pu trouver une symétrie aussi admirable dans les diverses parties du grand tout, une union aussi harmonieuse entre les mouvements des corps célestes, qu’en plaçant le flambeau du monde, ce soleil qui gouverne toute la famille des astres dans leurs évolutions, sur un trône royal, au centre du temple de la nature. » Les lois de ces évolutions venaient d'être trouvées par Kepler, que dirigeait la même conception harmonique, et qui plaçait le soleil à l’un des foyers des orbites elliptiques des planètes ; enfin la vue de Jupiter au milieu de son cortège de satellites ajoutait une preuve analogique de premier ordre.

Dans les esprits s’était déjà éveillée l’idée de l’universalité de la vie dans ie Cosmos (I). L’habitation des planètes par des humanités pouvait dès lors se baser sur des fondements plus

(1) Cosmos, en grec, veut dire et beauté.

également ordre , monde

assurés j toutefois les astronomes étaient embarrassés à cet égard par 1 aspect de la lune. D’après Huyghens l’atmosphère y était absente ou du moins d’une ténuité extrême. Mais on constata bientôt que ce cas était exceptionnel, l’existence des atmosphères de Vénus, de Mais et de Jupiter fut prouvée, et des bandes variables parallèles à l’équateur démontrèrent même la présence de nuages sur cette dernière planète.

On construisit des lunettes en grand nombre, et nous voyons que Galilée reçut d Espagne une commande de cent de ces instruments. L augmentation du nombre des observateurs des espaces célestes rendus plus animés et plus intéressants était bien naturelle. De grands etlorts furent tentés pour pousser la puissance de giossissement aux dernières limites. Vers 1664, Auzout construisit un objectif qui lui taisait atteindre celui de 600. La distance focale était de 98 mètres et, par suite de l’impossibilité d établir et de manœuvrer une lunette de cette longueur, l’astronome résolut de supprimoi le tuyau, qui du reste n’est pas indispensable. On jugera par la description suivante de la difficulté extraordinaire des observations. «Une immense tour de bois, dit M. Delaunay (1), avait été construite peu de temps auparavant pour recevoir à son sommet les eaux élevées pai la

(l) Cours élémentaire d'ustronomie.

machine de Marly, et destinées à alimenter les réservoirs du château de ce nom ; cette tour était devenue inutile lorsqu’on eut achevé l’aqueduc qui existe encore aujourd’hui ; on la transporta dans les jardins de l’Observatoire de Paris; et c’est sur la partie supérieure qu’Auzout installa son objectif, en le disposant de manière que son axe de ligure pût être dirigé vers la région du ciel que l’on voulait examiner. Quant à l’oculaire de cette immense lunette, il était tenu à la main par l’observateur, qui devait nécessairement se placer près du lieu où se formait l’image de l’astre soumis à ses observations. On comprendra sans peine ce qu’il y avait de gênant dans cette disposition, qui obligeait l’observateur à changer de place à mesure que l’astre se déplaçait dans le ciel, et à se mettre ainsi, tantôt au niveau du sol, tantôt à une hauteur plus ou moins grande, suivant que l’astre s’élevait plus ou moins au-dessus de l’horizon. D’ailleurs l’objectif et l’oculaire n’étant pas liés l’un à l’autre, comme dans les lunettes ordinaires, il en résultait qu’ils n’étaient presque jamais orientés l’un comme l’autre, et que par suite les images observées manquaient de netteté. »

Les lunettes dont se servirent Gassendi, Hév.élius, Huyghens, Dominique Cassini dans leurs observations ne dépassèrent pas le grossissement de 100. Le premier fit les siennes pen-

dant son séjour auprès de l’un des nommes les plus éclairés du temps, le conseiller au Parlement d’Aix, Peiresc, qui dans divers ordres de sciences a rendu de très -grands services, non-seulement par son concours direct aux recherches et aux observations, mais encore par Paide généreuse qu'il donna à plusieurs savants. D’utiles études astronomiques furent poursuivies dans son château de Belgentier, près de Toulon, avec une lunette envoyée par Galilée ; elles se rapportaient principalement à la construction des tables du mouvement des satellites de Jupiter. Peiresc eut le premier l’idée de faire servir les éclipses de ces satellites à la détermination des longitudes terrestres. En 1631, Gassendi put suivre le passage de Mercure sur le soleil. La planète y apparut comme une petite tache noire exactement au moment que les calculs de Képler avaient fixé. D’autres astronomes firent plus tard d’importantes observations sur les passages de Vénus, qui procurèrent un moyen ingénieux de détermination de la distance du soleil à la terre.

Hévélius s’occupa avec beaucoup de constance à tracer une carte de la lune et donna des noms aux diverses taches; il fit les premières observations précises sur la figure des comètes et aperçut déjà les mouvements qui se manifestent; autour du noyau de ces astres étranges.

Galilée avait immédiatement généralisé l’idée

que lui avait inspirée la grande multiplicité des étoiles dans quelques groupes qu’il avait examinés. Il tenait tout ce qui a apparence de nuages, toutes les nébuleuses, pour des amas d’étoiles pressés les uns contre les autres. C’était entrer dans une confusion dont ses successeurs sont progressivement sortis. Huyghens débuta dans ce travail en dessinant la nébuleuse qui apparaît dans l’Epée d’Orion et en distinguant avec soin ce qui est devenu groupe d’étoiles et ce qui est resté image. Plus loin nous aurons à revenir amplement sur ce sujet, qui est un des plus intéressants de l’astronomie.

Ce fut Huyghens qui, en 1655, quarante-cinq ans après la découverte des satellites de Jupiter, fit celle d’un satellite tournant autour de Saturne. Quatre autres furent reconnus de 1671 à 168i par Dominique Cassini, et il fallut une augmentation de la puissance optique qui ne fut obtenue que beaucoup plus tard, pour compléter la connaissance du système de cette planète.

Pour pouvoir faire les observations avec plus de précision , un très-important perfectionnement avait été introduit par Auzout dans les lunettes adaptées aux quarts de cercle et aux autres instruments de mesure. Lorsqu’on observe un astre pour déterminer sa position exacte dans le ciel il ne suffit pas de dire qu’il se trouve dans le champ de la lunette ; il peut y occuper une infinité de places. Le point le plu*

XLI O r

convenable est naturellement le centre du champ, et pour le reconnaître Auzout plaça au foyer de la lunette deux fils très-fins croisés à angle droit. On en ajoute souvent d'autres qu'on place parallèlement à droite et à gauche ; ce système porte le nom de réticule, et celui de micromètre est donné aux fils, auxquels on a joint une vis à mouvement doux servant à les rapprocher plus ou moins, de manière à pouvoir mesurer les dimensions très-petites, telles que les diamètres des astres.

NEWTON. LES TELESCOPES.