CHAPITRE IY

DE LA FIGURE DE LA TERRE, DE SON ATMOSPHÈRE, ET DE LA RÉFRACTION ASTRONOMIQUE.

16. Les premiers voyageurs durent s’apercevoir bientôt que la surface de la Terre n’est pas ce qu elle semble d’abord, un plan sur lequel le ciel s’appuie sous la forme d’une voûte surbaissée; quelle est au contraire, comme nous l’avons supposé, un corps à très peu près sphérique que le ciel enveloppe de toutes parts. En effet, à mesure que l’on s’avance vers le midi ou vers le nord , des étoiles qui demeuraient constamment sous l’horizon se lèvent et se couchent alternativement , tandis que d autres qui étaient visibles disparaissent pour toujours. Il est vraisemblable en outre que les dimensions de la Terre ont été connues dès la plus haute antiquité en Égypte et dans l’Asie; car il existe entre plusieurs mesures de ces temps reculés et la longueur de la circonférence terrestre , des rapports qui ne peuvent pas être dus au hasard. Mais quoique la connaissance de la sphéricité et de la grandeur de la Terre date d’une époque très ancienne, il faut cependant arriver aux temps modernes pour en trouver une mesure assez précise, et c’est celle que l’astronome Picard exécuta en France vers la fin du xvue siècle. Néanmoins la question délicate de la véritable figure de notre globe fut agitée de nouveau parmi les géomètres , vers le milieu du xvme siècle; et c’était pour en avoir une solution indépendante de toute hypothèse physique que des mesures d’arcs de méridiens furent entreprises au cap de Bonne-Espérance par Lacaille , à 1 equateur par Bouguer et Lacondamine, en France par Cassini , en Laponie par Llairaut et Maupertuis, etc. Elles ont prouvé, comme Newton 1 avait démontré par la théorie de l’attraction, que généralement les degiis vont en croissant de l’équateur aux pôles, et que par conséquent la Terre, abstraction faite des aspérités de sa surface, affectera très peu

près la forme d'un ellipsoïde de révolution. Quant à présent, il suffit de dire que sa circonférence est de i jo millions de mètres et son rayon de 6 366 198 mètres, en la supposant sphérique.

17. Un fluide élastique, rare et transparent, qu’on nomme Y air , entoure le globe terrestre de tous côtés, et s’élève à une grande hauteur. Son poids fait équilibre à celui du mercure dans le baromètre. Tout ce fluide, éminemment nécessaire à notre existence, forme l’atmosphère : il a la propriété de se condenser par le froid et de se dilater par la chaleur. A mesure que l’on se transporte dans les régions élevées de l’atmosphère, l’air devient plus rare; et à cause de sa compressibilité, ses couches inférieures sont plus denses que ses couches supérieures dont elles supportent le poids. A une température constante sa densité est proportionnelle au poids qui le comprime, et par conséquent à la hauteur du baromètre. De cette propriété résulte la possibilité de mesurer les hauteurs par les observations barométriques.

Nous ne voyons donc les astres qu’à travers un fluide. Souvent même nous les voyons ailleurs que là où ils sont réellement, par suite de la déviation qu’éprouvent leurs rayons lumineux en traversant l’atmosphère; car il est de fait qu’un de ces rayons, en passant obliquement d’un milieu dans un autre dont la densité est différente, change de direction , en s’approchant de la perpendiculaire à leur surface commune, élevée au point où il entre dans le milieu le plus dense. C’est cet effet qu’on nomme réfraction. Le rayon direct et le rayon réfracté forment , avec cette perpendiculaire , deux angles, dont l’un est l’angle d’incidence et l’autre l’angle de réfraction : or, les sinus de ces deux angles sont toujours dans un rapport constant. L’expérience prouve aussi que la réfraction des rayons sur une même surface croît avec leur obliquité, et que la force réfringente de l’air est proportionnelle à sa densité mesurée par la pression qu’il éprouve ou par la hauteur du baromètre. Enfin lorsqu’un rayon lumineux passe du vide dans 1 air à la température de la glace fondante et sous la pression barométrique de om,76, le sinus de réfraction est au sinus d’incidence comme l’unité 3St à 1 ,000294332 1 .

La densité des couches d’air augmentant progressivement depuis les limites de l’atmosphère jusqu’à la surface de la Terre, il s’ensuit qu’un rayon lumineux qui traverse obliquement toutes ces couches suppo-