CHAPITRE

lia liane a l'œil nu

Un jour de septembre 189., je me trouvais à Paris flânant sur les quais lorsqu'il me prit l'idée subite de faire un long voyage. J'avais trois semaines devant moi, c'était plus qu'il n'en fallait pour fuir loin de la capitale.

Un seul point m'embarrassa. Où aller?

Deux heures après, j'étais installé dans le rapide filant vers Amsterdam.

J'avais pris le premier train en partance à la gare du Nord.

Et voilà comment je fus amené à visiter la Hollande.

Cette façon d'entreprendre un voyage, je ne la conseillerais maintenant à personne.

Ceux qui étudient à l'avance les régions qu'ils doivent visiter, et ils sont nombreux, me paraissent bien mieux inspirés.

Imitons ces gens graves et sensés et avant de partir pour la Lune, étudions ensemble les notions indispensables à la compréhension des phénomènes célestes concernant notre satellite.

Et d'abord qu'est-ce qu'un satellite?

Que veut dire ce mot appliqué si souvent à la Lune?

Vous savez que le système solaire est composé d'un gros corps central autour duquel tournent quelques modestes planètes, mondes actuellement éteints.

Or, souvent les planètes, dans leur lent mouvement de révolution, sont accompagnées elles-mêmes d'astres plus petits, sortes de gardes du corps, de la leur nom de satellites.

Nous avons vu dans Quelques Heures dans le Ciel que leur nombre varie suivant chaque planète. Mars en possèûj deux, Jupiter en a huit et la moindre longue-vue vous a déjà montré les quatre principaux.

Si nous nous éloignions de la Terre a quelques centaines de milliers de kilomètres, nous verrions notre globe accompagné dans sa course vertigineuse par un seul satellite. Cet unique enfant d'une mère que nous affectionnons particulièrement, c'est la Lune.

Reportons-nous par la pensée à plu-

Un Jour dans la Lu .e

sieurs milliers de siècles en arrière, au moment où la Terre, va-ste réservoir de gaz à haute température, brillait comme uu minuscule Soleil.

Autour de cette humble étoile aucune trace de satellite, mais un immense anneau de matière diffuse semblable, quoique de dimensions plus restreintes, à celui que nous voyons dans la nébuleuse de la Lyre.

Les siècles passent et le décor change peu à peu. L'axe de la Terre a basculé et maintenant tous les matériaux de l'anneau primitif, loin de rapprocher leurs spires, se sont au contraire agglomérés en une seule masse compacte. L'anneau a donné naissance à un tout petit corps lumineux circulant autour de l'étoile Terre.

Terre et Lune brillent d'un éclat qui leur est propre; elles forment dans le ciel une modeste étoile double dont les composantes sont unies par les lois de l'attraction.

Analyser ce qui va se passer dans ces conditions nouvelles d'existence est un problème de Mécanique céleste facile à résoudre.

Primitivement, comme tous les astres du ciel, la Lune tournait sur ellemême d'une façon indépendante, c'est-àdire qu'à son mouvement de révolution lui faisant décrire une orbite autour de la Terre, venait s'ajouter un mouvement de rotation en quelques heures.

Mais lorsque deux corps fluides sont en présence, à une distance faible, il se produit dans leur figure une sorte d'allé r^ement, de renflement sur la ligne qui les joint : c'est le phénomène des marées, et chaque région passant devant

•re attirant, y participe à son tour.

Or la masse de la Terre est énorme par rapport à la Lune, les marées ont donc dû ge. produire à ces époques lointaine avec une extraordinaire intensité.

Aimi. à chaque tour de rotation, le

bourrelet lunaire attiré par notre globe

comme un véritable frein appli-

à la Lune, i! retardait le mouvement

de ]' nsemble, et finalement le phénomène

devait avoir pour résultat d'égaliser les temps de rotation et de révolution.

Aujourd'hui les choses se passent comme si la Lune était rivée à la Terre par un énorme bras, qui la maintient en respect et s'oppose à toute déviation vers la droite ou la gauche.

Et voilà pourquoi nous voyons toujours la même face de la Lune.

Les anciens avaient déjà noté le fait que vous pouvez constater vous-même à, l'œil nu, surtout au moment de la pleine ] Lune où les taches sont disposées de la même manière.

De tout temps les peuples de l'antiquité y ont vu une 6orte de figure humaine, avec deux yeux, un nez et une bouche. Parfois, comme aujourd'hui, ils ont signalé les apparences d'un homme courbé portant un fardeau.

Albert le Grand nous a laissé une description de la Lune extrêmement précise, pour une époque où l'œil humain n'était pas aidé des pouvoirs grossissants. Eh bien, cette description répond très exactement à celle qu'en pourrait faire un astronome actuel.

Ainsi la Lune depuis que l'homme est sur la Terre, nous montre toujours la même face.

Faut-il en conclure qu'elle ne tourne pas sur elle-même? De grâce, n'allons pas si vite et examinons de près la question.

Tournez en rond autour d'une table circulaire au milieu de laquelle vous aurez posé un objet quelconque, et ne quittez pas des yeux cet objet qui représentera la Terre pendant que vous jouerez le rôle de la Lune.

Dès que vous aurez effectué une demicirconférence, il est bien évident que vous regarderez le mur situé derrière vous au début de l'expérience. Donc, sans vous en apercevoir, vous aurez déjà fait un demi-tour sur vous-même.

Enfin, lorsque vous serez revenu à votre point de départ et que vous aurez accompli a toute votre orbite », le toui entier sera achevé, les choses se seront passées comme si vous aviez pirouetté tout bonnement sur vous-même.

PllOrOGH.VPIIlE DE LA PLEINS LUKB.

Image non renvcra

Il eu serait exactement de même d'un ballon faisant le tour de la Terre. Parvenus aux Antipodes, les aéronautes Géraient la tète en bas par rapport à nous, et revenus dans nos régions ils auraient accompli un véritable saut périlleux comire de vulgaires clowns de cirque.

Durant tout leur voyage, cependant, les hommes restés sur la Terre n'auraient vu que la partie inférieure du ballon, la même face, exactement comme pour la Lune.

— Alors, direz-vous encore, nous sommes donc condamnés à ne jamais voir l'autre hémisphère de la Lune?

— Evidemment.

— A-t-il la même structure que celui que nous apercevons : cirques, montagnes, vallées, etc.?...

— C'est un point sur lequel nous reviendrons un peu plus tard.

Cet hémisphère opposé, précisément parce que nous ne le voyons pas, parce que nous ne le verrons jamais... à moins d'y aller... a toujours exercé comme toutes les choses inconnues, un attrait mystérieux sur les sélénographes, et nous en reparlerons...

Revenons donc à la figure de la Lune.

J'ai rencontré bien des personnes qui ne comprennent pas encore pourquoi la Lune ne se montre pas toujours sous la forme d'un disque parfaitement circulaire. Elles en sont restées aux croyances antiques ou plutôt elles n'ont aucune opinion; elles ne savent pas et ne cherchent pas à savoir.

L'astronome Chaldéen Bérose, pour expliquer le phénomène, admettait que la Lune était une boule moitié enflammée et moitié obscure; en tournant sur ellemême, elle nous montrait successivement ses diverses régions.

Cependant il y avait, même avant Bérose, des philosophes plus instruits, qui avaient trouvé la véritable explication.

Thaïes s'était parfaitement rendu compte que la Lune recevait sa hunier du Soleil et plus tard Aristarque remarquait avec raison qu'au moment où la Lune est éclairée a moitié, la Terre se

trouve très exactement en face de la ligne de démarcation, tandis que le Soleil est à angle droit par rapport à la Lune et à la Terre.

Faites vous-même l'expérience av.e une boule blanche, suspendue à un fij , dans une chambre éclairée seulement par la lumière d'une lampe, et vous arriverez vite à trouver la position dont parle Aristarque.

Cet habile mathématicien fit mieux encore ; il déduisit de cette observation le moyen de mesurer la distance du Soleil et la trouva 19 fois plus grande que l'intervalle qui nous sépare de la Lune.

Il s'était trompé dans l'application, mais son principe était assez exact et plus d'une fois Kepler recommanda cette méthode.

Vendelinus et Riccioli l'employèrent, mais sans plu6 de succès. Dans un télescope, la Lune n'apparaît pas, en effet, comme une sphère parfaitement polie et les rugosités de l'écorce rendent tout à fait illusoire la détermination du moment précis où la ligne d'ombre et de lumière est une droite véritable.

L'invention des lunettes, en 1610, devait d'ailleurs ne laisser subsister aucun doute sur l'explication des phases de la Lune.

Dans le champ de l'oculaire il était facile en effet de suivre heure par heure l'envahissement des régions par la lumière du Soleil.

Et cependant, le croirait-on, en 1613.

Albergotti professait encore que la Lune répandait une lumière propre, et pour cela il se fondait sur des textes de la Bible qu'il interprétait à sa façon. Cette manie de mêler sans raison l'Ecriture sainte aux choses scientifiques et dont Ga lilée lui-même n'a pas été exempt, nous paraît aujourd'hui extraordinaire, el pend an 1 je l'ai rencontrée plus d'un< I ainsi que pourraient l'attester les nombreuses lettres que je reçois à ce sujet.

Un peu de réflexion a née d'ex-

périences extrêmement simples va non montrer le véritable mécanisme des pha de la Lune.

Un |our dans la Lune

Reprenons notre boule blanche suspendue à un fil et tenue à bras tendu, une lampe allumée posée 6ur une table à hauteur de notre œil ; et, sans nous déplacer, faisons tourner la sphère autour de notre tête qui figurera le globe terrestre.

Nous aurons soin seulement de tenir la boule un peu au-dessus de nous, car la Lune tourne dans une orbite légèrement penchée par rapport au chemin parcouru par la Terre.

Commençons d'abord par la position de la pleine Lune.

Au moment du premier ou rlu (krriier quartier, on aperçoit le reste de la surface de la Lune illuminé par la Terre; c'est la lumière cendrée.

La sphère est à l'opposé de notre tête par rapport à la lampe. Nou6 la voyons donc de face et elle nous présente un di.-que éclairé en entier.

Dès que nous écartons la boule de on, nous commençons à aper- :i mince segment ombré, le disque légèrement échancré. En continuant dans le même sens nous arriverons au dernier quartier, et la démarcation ombre et de la lumière partagera le en deux parties égales, la portion * à gauche.

Encore un faible déplacement et

l'ombre empiétera davantage, pour ne laisser bientôt qu'un tout petit croissant.

Dès que la Lune arrive en face du Soleil, au-dessus ou au-dessous, elle nous tourne sa face obscure et le disque disparaît entièrement. C'est la nouvelle Lune. A partir de cette position nous repassons par les phases opposées et nous arrivons au premier quartier, puis à la pleine Lune et ainsi de suite.

Une expérience inverse, c'est-à-dire dans laquelle votre tête représenterait la Lune, vous montrerait que la Terre offre pour les Sélénites — c'est ainsi qu'on nomme les habitante de la Lune s'ils existent — des phases analogues, mais complémentaires.

En d'autres termes, lorsque, après la nouvelle Lune, par exemple, les Terriens aperçoivent leur satellite sous la forme d'un croissant, les Sélénites voient la Terre en son dernier quartier, c'est-à-dire éclairée aux trois quarts.

Et cette remarque vous explique pourquoi à cette époque de la lunaison nous apercevons non seulement un mince croissant très éclairé, mais le reste de la Lune illuminé nar un jour diffus qui vient de la Terre.

C'est ce que les astronomes ont appelé la lumière cendi*êe.

Nous avons dit que la Lune tournait un peu obliquement par rapport au plan de notre orbite; l'inclinaison eot faible — 5°, 8 seulement — mais elle est à peu près constante, et cependant elle ne se fait pas en tout temps au même endroit du ciel. Il arrive donc à un moment donné oue la Lune passe devant le Soleil et nous cache son disque brillant, il y a alors éclipse de l'astre du jour. Vient-elle au contraire à passer derrière la Terre, celle-ci la cache à son tour de son ombre et il y a éclipse de Lune.

Ces deux phénomènes ont donc toujours lieu aux nouvelles et aux pleines

Les phases de la Lune.

Dans cefte représentation la Terre est au milieu de l'orbite de la Lune et le Soleil est en 'iaut

de la Attire.

La Lune tournant autour de la Terre pendant que celle-ci tourne

autour du Soleil, on pourrait s'imaginer que la courbe décrite par

notre satellite ressemble a l'une de ces représentations. En réalité,

il n'en est rien iVoir la ligure suivante).

du globe. Au zénith notre satellite est donc plu6 rapproché de nous de toute la valeur du rayon terrestre. Ce faible rapprochement est d'ailleurs insensible à l'œil nu et nous pouvons dire, saii6 nous écarter de la vérité, qu'en fait pour notre œil la Lune occupe dans le ciel exactement la même surface.

Alors pourquoi nous pa- •aît-elle plus grosse lorsqu'elle

Lune6 et reviennent tous les 18 ans environ.

Ces circonstances, extrêmement intéressantes au point de vue astronomique, mériteraient une étude approfondie et nous y reviendrons dans un prochain volume.

Essayons plutôt pour terminer ce chapitre de résoudre une question qui a fait couler des flot6 d'encre depuis qu'il existe des hommes sur la Terre.

Pourquoi la Lune paraît-elle plus grosse à l'horizon qu'au zénith?

J'ai dit « paraît-elle plus grosse », car c'est bien une véritable illusion d'optique.

En réalité elle est plus grosse au zénith qu'à l'horizon, ainsi que le montrent les mesures faites au micromètre dans les lunettes.

Et ceci est conforme à la théorie, puisque nous n'observons pas la Lune du milieu de la Terre, mais bien de la surface

est près de la Terre?

Et remarquez que ce phénomène n'est pas paticulier à la Lune. Le Soleil, dans ces circonstances, nou6 paraît aussi plus gros, et enfin les constellations elles-mêmes semblent occuper plus d'espace lorsqu'elles se rapprochent du sol, en apparence. Le plus modeste étudiant du ciel a pu s'en rendre compte chaque soir lorsqu'il observe la Grande Ourse à différentes heures de la nuit.

Les théories ne manquent pas pour expliquer pareil phénomène; l'une invoque les erreurs dont nous ne pouvons nous défendre dans l'appréciation des distances suivant que le fond sur lequel se projettent les objets est clair ou obscur. La brume grandit les corps en les faisant paraître plus éloignés; en voici un exemple qui m'est personnel :

Un jour d'été, je voyageais dès l'aube avec un ami, dans un pays que nous ne connaissions ni l'un ni l'autre. La route montait escarpée devant nous. lorsqu'au

Vraie représentation de la m trche de la Lnne antoui île la Terre circulant sur son orbite. C'esl une courbe 'i111 tourne toujours sa concavité Mu côté du Soleil.)

sommet nous vîmes apparaître un personnage à robe plutôt courte, comme les portent, dans beaucoup de campagnes berrichonnes, les femmes du peuple. Nous hésitâmes un instant pour savoir à quelle personne nous avions affaire. Je pariai pour un ecclésiastique, mon ami pour une paysanne. La distance qui nous séparait de l'objet de la gageure n'était pas si grande que nous l'avions cru. Peu de

On voit facilement par cette figure que la voûte céleste doit-être

surbaissée. Un objet situé à l'horizon doit donc nous paraître plus

éloigné qu'au Zénith. S'il conserve sa grandeur, comme nous le

jugeons plus loin, il nous paraîtra plus gros.

temps après, nous avions rejoint le personnage eu question. Nous avions perdu tous les deux notre pari... Une oie se promenait majestueusement sur le milieu de la route, s'avançant de face devant nous. La brume nous avait trompés sur la distance réelle, et l'animal, projeté sur un fond que nous jugions lointain avait ormee proportions.

Au moment où un astre se lève, ses rayons nous arrivent après avoir traversé une couche d'atmosphère plus épaisse qu'au zénith: son éclat se trouve diminué,

1 doit nous paraître plus gros. Mais le problème n'est ainsi qu'imparfaitement résolu; en effet, quand le disque

lire se montre terne et gris, à travers un épais brouillard, il ne nous produit jamais l'impression d'un gros Soleil couchant. La brume n'explique donc pas tout.

Une autre théorie s'appuie sur l'ab-

sence ele points de comparaison lorsque l'astre est au plus haut de sa course.

A son lever, la Lune prend place dans le paysage, et nous avons des points de repère; ceux-ci nous manquant au zénith, nous jugeons l'astre plus rapproché ; son diamètre apparent n'ayant pas varié, nous l'estimons plus petit.

Eh bien, là encore n'est pas la vraie clef de l'énigme. Sur mer, en effet, parun temps calme, le soir surtout, les points de repère font absolument défaut, et cependant l'illusion persiste aussi forte. De même en sera-t-il dans une plaine où pas un arbre, pas une maison ne viendront en aide au jugement de l'observateur.

Il faut donc, ainsi que je l'ai montré depuis longtemps, avoir recours à une hypothèse d'ordre psychologique et mon explication repose sur deux illusions d'optique faciles à vérifier.

En premier lieu, le firmament, c'est-à-dire cette voûte idéale à laquelle nous accrochons, bon gré mal gré, toutes les étoiles, comme si elles étaient également éloignées, nous semble surbaissé et non pas sphérique.

La raison en est fort simple. Pour nous, la Terre est toujours plate, bien que nous sachions le contraire et les formations nuageuses passant au-dessus de nos têtes emportées par le vent, semblent rpielques heures plus tard, toucher l'horizon.

Or, derrière les nuages, nous savons que se trouvent les étoiles, et d'instinct nous imaginons que la voûte nuageuse et la voûte stellaire sont parallèles, elles combleront donc toutes deux surbaissées, et les astres nous paraîtront plus éloignés h l'horizon qu'au zénith.

Si l'on insiste en m'objectant que même par un ciel pur, la voûte céleste Dst surbaissée, j'en trouve l'explication par le fait que dans le ciel nous n'avons

aucun moyen d'apprécier la distance, et, quelle que 6oit l'explication admise l'erreur et l'illusion subsistent; la voûte imaginaire nous paraît surbaissée.

En second lieu il est incontestable que les dimensions apparentes d'un objet sont d'autant plus grandes que nous le projetons 6ur un fond plus éloigné.

En voulez-vous un exemple ? Le soir regardez fixement le fil incandescent d'une lampe électrique située près de vous, puis brusquement portez vos yeux sur un objet éloigné, la façade d'une maison vue à travers la fenêtre ou un fond plus distant encore, l'image négative de la lampe vous paraîtra énorme, elle occupera une surface considérable.

Voilà toute la solution du problème.

et je la résume en une seule phrase : La Lune nous paraît plus grosse à l'horizon qu'au zénith simplement en raison de la forme surbaissée du ciel.

Quelques astronomes ont cherché depuis d'autres explications, et j'ai trouvé mieux pour prouver mon hypothèse.

. Lorsque le Soleil se couchera dans un ciel très pur et que vos regards pourront facilement en supporter l'éclat, fixez quelques instants son disque encore bril-

lant, puis, regardez un autre point de l'horizon : votre rétine vous présentera une tache sombre, verte, bleue ou noire et vous la conserverez assez longtemps si vous avez soin de cligner fréquemment des yeux.

Notez attentivement la grandeur apparente de cette image subjective. Physiologiquement elle vous paraîtra de même diamètre que le disque solaire, mais, et c'est là que ma théorie reçoit pleine confirmation, si à partir de ce moment vous dirigez votre regard vers des points du ciel de plus en plus élevés, la même image paraîtra diminuée de grandeur et elle atteindra son minimum de surface lorsque vous la verrez au zénith

Voilà qui tranche toutes les difficultés et nous pouvons conclure majestueusement par un passage assez pittoresque emprunté aux lettres d'Euler à une princesse d'Allemagne :

« Je crois, disait -il à propee du sujet qui nous occupait, avoir mis dans tout son jour l'embarras où nous nous trouvons à cet égard, pour faire d'autant mieux sentir à Votre Altesse l'importance du véritable dénouement de cette grande difficulté. »

La Lunu rue dans une jumelle de théâtre.

Lk cirque Walter au lever du Soleil.

(Remarquer l'ombre allongée de la montagne centrale.)

(D'après une photographie de l'Observatoire de Paris.