Revenons maintenant au mouvement des astres

Lorsque, placés sur un bateau qui descend le courant d’un fleuve, nous jetons les yeux sur le rivage , les arbres , les coteaux semblent courir on sens contraire, avec une rapidité qui diminue quand oes objets s’éloignent. Sans l’expérience, qui nous apprend que tout est immobile, excepté le bateau et le fleuve ; sans les secousses, qui parfois troublent notre repos apparent, ne croirions-nous pas que c’est le rivage qui se meut? Comme ces apparences ne résultent pas d’un mouvement volontaire imprimé par nos muscles, nous attribuons le déplacement des objets à un mouvement qu’ils ont reçu , et nous nous jugeons dans l’état d’immobilité.

Rien ne peut de même nous garantir que ce soit le ciel qui tourne autour de nous. Il est certain qu’un spectateur placé dans le Soleil se croirait en repos et verrait la Terre tourner autour de lui. Les apparences seront donc les mêmes pour nous, soit qu’en effet le ciel exécute toutes les 24* sa rotation d’orient en occident, autour de la Terre fixée dans l’espaoe ; toit, an contraire , que la Terre tourne sur ton axe en sens opposé, ou d’occident en orient, pendant que le ciel resterait immobile.

Quant à la direction opposée de ces deux mouvements, il est aisé de la concevoir. Si la Terre placée en C tourne sur elle-même, et que le rayon visuel CO' (fig. 9), entraîné par cette rotation, prenne la position CO, l’extrémité (ï aura décrit l’arc O'O, et le point O', aperçu

56 ROTATION DIURNK OF, LA TERRK.

dans la direction priinitiTO CO' sera reitiplncé par O. Si l’on Tcut diriger l’œil sur le point O', il faudra fairo rétrograder le rayon CO en CO', dans le sens contraire du mouvemont réel ; en sorte que le point immobile O' nous aura paru s’éloigner de la quantité 00', et décrire l’arc 00' de même valeur angulaire que celui que notre rotation nous a fait parcourir, mais en sens opposé.

Il s’agit maintenant de choisir entre deu< suppositions qui expliquent également les faits observé.s. L’une, qui s’accorde mieux avec le témoignage de nos sens et fait tourner le ciel d'un mouvement général autour de nous, el l’autre, qui pourtant est seule admissible, attribue à la Terre une rotation sur son axe, la sphère céleste restant immobile. On est forcé d’opter entre ces deux systèmes.

D’abord, si la Terre COG tourne, chaque point O (fig. 6) de surface décrit un cercle OR, dont le rayon est la distance OQ à l’axe AB. Le pôle A est en repos , et la vitesse s’accroit en approchant de l’équateur KK', qui est une circonférence dont le rayon est de 1A88 lieues el le périmètre 9020 lieues (u“ 16), Tel est l’espace que parcourt en 2-4* chaque point de l’équateur, environ 376 lieues par heure, ou 6 j lieues par minute, ou enfin 288 toises par seconde; vitesse considérable, puisqu’elle surpasse celle du son , el est environ moitié de celle d’un boulet au sortir du canon. Mais si celle rapidité étonne assex l’imagination pour la porter à rejeter le mouvement de la Terre, il faut, en supposant ce globe immobile, admettre la rotation du ciel.

Or, si le Soleil tourne en 24 '' autour de nous, sans parler de la force immense capable d’imprimer nn mouvement rapide à une masse aussi énorme, quelle prodigieuse vitesse que celle d’un corps qui décrirait en 24^ un cercle de 84 millions de lieues de rayon ! N’cifraye-t-ellepas l’imagination ? Et l’hypothèse du mouvement du Soleil n’est-elle pas bien plus inconcevable que celle du mouvement de la Terre? Cet astre devrait en ell'et parcourir plus de 2500 lieues par seconde.

Pourtant ce n’est rien encore ! Et ces étoiles situées à des distances infinies, elles tourneraient aussi autour de nous, accomplissant en 24* le cercle entier ! Leur vitesse serait imiucuse , même comparée a celle du Soleil. Comme elles n’ont pas de parallaxe, nous n’en pouvons apprécier ni la dislanuc, ni le volume; mais nous démontrerons que cette distance est nu moins de 7000 milliards de lieues. Une étoile équatoriale décrirait doue plus de 517 millions de lieues par seconde. La petitesse de ces corps n’est qu’apparente à raison de leur éloignement. Si quelqu’une avait 1" de diamètre apparent , elle ne pourrait être contenue dans l’c.'pacequi nous sépare du Soleil (n° 29). Que de

ROTATION DIliRNE DE I,A TERRE.

circonstances propres à faire rejeter riiypntheso du mouvement d'astres qui, probablement, sont n des distances très-différentes de nons, et qui pourtant tourneraient en conservant leurs rapports mutuels!

S’il ne nous est pas démontré que les étoiles soient à des distances inégales de la Terre, du moins, pour les planètes, le Soleil et la Lune, cette vérité est constatée; et puisque ces astres participent au raouveinent général , on rencontre ici une nouvelle objection contre l’immobilité de la Terre. Il faudrait donc que ces astres eussent des vitesses respectives telles, qu’étant proportionnelles à leurs distances, lesquelles varient sans cesse, elles s’accordassent à les présenter ensemble sous la même apparence que si la Terre tournait? Ce concert parait encore plus impossible a admettre pour les comètes , qui se meuvent dans toutes les directions et avec toutes les vitesses, et qui cependant sont soumises A la loi générale de révolution en W' autour de nous, révolution altérée de la petite quantité qui est duo â leur mouvement propre.

Encore si cette unanimité do relations, si constante au milieu de tant de variations rcgulièreîi, offrait quelques minutes de différence! Mais l’égalité est parfaite, ou plutôt le inouvemeiit diurne est le seul exemple d’uniformité qu’il y ait au monde. Et comment croire que la Terre, ce point insensible de matière , est seule immobile au milieu du tous les corps célestes si immenses, et si rapidement animés?

Lorsqu’on fait circuler une Fronde, la main qui la meut éprouve un effort dans la tension du cordon qu’elle doit retenir. Dès que cetlo action cesse, le projectile, qui n’est plus lié au centre, s'échappe. La puissance qui tend ce cordon est la farce centrifuge. Tout corps qu’un fait circuler autour d’un centre tend à s’échapper par la tangente au point où il se trouve sur la courbe qu’il décrit , et la force centripète s’exerce à le retenir. Le calcul prouve que cette force croit comme les masses et les carrés des vitesses. Combien serait immense la puissance capable de retenir ainsi le Soleil et les étoiles dans leurs orbites ?

Four que la Terre fût immobile , il faudrait donc que cet atome fût capable d’exercer une action qui embrassât d’innombrables corps situés à des distances que l’imagination ne peut concevoir, dont la vitesse serait prodigieuse et très-inégale; que cette action , au liep s’affaiblir avec la distance, s’accrût et se proportionnât do manière à produire un mouvement constant et uniforme ; et comme les centres des circonférences décrites sont situés sur l’axe indéfini de la Terre, ce serait cet axe, c’est-â-dire une ligne fictive, sans matière et sans limites, qui aurait lu faculté de détruire toutes les Forces centrifuges I

IIOTATION niL'RNK DE LA TERRE.

Le monrcmcnt du ciel est donc contraire aux lois de la Mécanique, el tout conspire à nous prouver que /« Terre a un mouvement uniforme de rotation en 2 - 4 * sidérales, d’occident en orient, autour d’un ose fise allant d’un p6h céleste à l'autre ; tandis que les étoiles demeurent fixes dans l’espace.

Ce qui nous persuade que notre globe est immobile, c’est un sentiment d’amour-propre qui nous fait tout rapporter à nous ; la philosophie doit faire justice de cette erreur. Petit-ètre aussi vient-elle d’un principe religieux mal entendu qui nous égare. Hais, au contraire, n’est-cc pas attaquer la majesté du Créateur, que réduire la création à n’avoir d’autre objet que la Terre, qui n’est qu’un atome dans l’espace.

Jusqu’ici nous n’avons présenté le mouvement de la Terre que comme une hypothèse d’une probabilité presque infinie. Mais nous aurons par la suite des preuves directes, et qu’on peut appeler mathématiques, de ce mouvement : ou tire ces preuves de l’attraction J" de l’aberration , de la précession , de la nutation el des rétrogradations des planètes. La suite do l’ouvrage établira de plus en plus cette vérité.

Exposons plusieurs faits qui résultent de ce mouvement.

1® La pesanteur est l’effet do l’attraction que la Terre exerce sur les corps. On reconnaît que les oscillations d’un mémo pendule sont plus lentes sons l’équateur, toutes choses égales d’ailleurs. Celte expérience, très-simple , prouve que les corps pèsent de plus en plus à mesure qu’on approche des pôles. Comme on sait que le rayon terrestre est plus long sous l’équateur (p. 24), et que d’ailleurs la pesanteur décroît en s’élevant sur de hautes montagnes , c’est-à-dire en s’éloignant du centre do la Terre (n* 96) , il semble qu’on devrait attribuer à ce principe la diminution des poids sous l’équateur. Mais les rayons terrestres sont presque égaux , cl le calcul prouve que si cette cause était seule, le pendule qui bal les secondes au pèle, ne devrait être accourci que de l'‘s,88 pour les battre encore sons l’équalcnr , tandis qu’il faut en effet raccourcir de 2'*»,44. Ainsi cette cause he snflSt pas pour expliquer le décroissement de vitesse, qui est plus grand qu’elle ne le supposerait.

Si la terre, COG (fig. 6) tourne , la force centrifuge croît avec le rayon QO du cercle décrit par cb.aquc point 0, rayon qui n’est celui CK de la Terre que sous l’équateur même , qui est nul sous le pèle A , cl qui, pour tout point 0 intermédiaire, est la perpendiculaire OQ à l’axe PF de rotation. Le ralcntisscnicnt du pendule sous l’équateur dépend donc de raecroissement de la distance an centre d’attraction , et de celui de la force centrifuge : le résultat observé est la somme

KOTATION DIURNE DE LA lERllE.

des effets dus à oes deax causes , et le calcul peut faire la part de chacune. L’attraction du globe varie avec la densité do ces couches intérieures qui sont inconnues ; pour que les observations de longueur du pendule s’accordent avec le calcul , il n’est pas possible d’admettre que la Terre soit homogène , parce qu’il en résulterait une diminution de pesanteur sous l’équateur, moindre qu’elle n’est en effet; tandis qu’on trouve un accord admirable en admettant que la dentité du globe ta en croissant de la surface au centre.

Les expériences du pendule , en iiiûme temps qu’elles montrent que la Terre tourne sur son axe, permettent donc, pour ainsi dire, de descendre dans son intérieur, pour apprécier la nature des couches qui la composent: les observations du pendule s’accordent asses bien à donner le degré d’aplatissement du globe que nous avons trouvé , d’après des mesures géométriques (p. 2é). Foyes ma Géodésie, u° 376.

La force centrifuge sous réquateiir est , à très-peu près, le S89‘ de la gravité au pôle ; en sorte que les corps perdent , par cette cause, le 289* do leur poids , en passant du pôle à l’équateur : or, 389 est le carré de 17 ; la force centrifuge croit d’ailleurs comme les carrés des vitesses de circulation ; d'où il suit que si la rotation terrestre devenait tout à coup 1 7 fois plus rapide , les corps pèseraient moins , et mémo, sous l’équateur, ils seraient sans poids : pour une vitesse plus grande encore, les corps s’y échapperaient do la Terre à la manière des pierres lancées par les volcans , ou de l’eau et des sables qui se sont attachés à la roue d’une voiture en mouvement.

La Terre n’étant pas exactement sphérique, sa figure est une autre cause do diminution de la pesanteur, qu’on évalue do l’équateur an pèle à 777 : cette fraction , ajoutée à ~ [iroduite par la force centrifuge, un trouve, à très-peu près , de décroissement; c’est-àdire que sous l’influence de ces deux causes, un poids do 194 liv. sous l’équateur, pèserait 198 liv. transporté au pôle.

D’ailleurs cette Variation de poids ne peut être accusée par le secours d’une balance , puisque le poids équilibrant éprouvant aussi le même changement que le corps pesé , devra être le même en tout lieu. Hais on fait les pesés avec un ressort ou peson; ou plutôt , on se sert d’un pendule dont la durée des oscillations offre un moyen très-précis de vérifier notre proposition. En effet , la Hécaniqnc enseigne à déduire la force de la pesanteur du nombro d’excursions accomplies par un pendule invariable , pendant un temps connu.

2« En considérant la figure de la Terre, et la loi de croissance de sa densité vers le centre , on est porté à croire que par l’effet des révolu-

ROTATION DICRNE DK LA TERRE.

tion:), ou j)ar la nature de sn cniistitution originaire, sa surface n’a pas toujours eu cette dureté qu’elle a maintenant ; puisque si elle a été autrefois dans un état de mollesse , ses parties , soumises à la pesanteur et à la force centrifuge , ont dû , avant leur endurcissement, obéir, selon les lois de la Mécanique , à l’action d’une force centrifuge croissante du pûlc à l’équateur. Imaginons un tube courbé, dont une branche irait au pôle, et dont l’autre suivrait la direction d’un rayon de l’équateur ; dans ce siphon , ouvert aux deux bouts , mettons un fluide. La colonne qui va au pôle n’éprouvant que l’action de la gravité, tandis que la colonne équatoriale est en outre animée par la force centrifuge , l’équilibre du fluide dans ce siphon forcera la colonne de l’équateur à s’élever plus haut, pour que la diminution de poids soit compensée par r.iccruissemciit du matière fluide. Les diverses mesures du degré terrestre ont montré que le globe a la forme d’un sphéroïde aplati sous les pôles : et le calcul prouve que, dans notre hypothèse de fluidité primitive, et pour diverses lois probables d’accroissement do densité vers le centru , l’npiatisacmuut ne dépasse pas la limite d’un <105° que nous avons obtenue (n° 16).

Nous croyons utile d’ajouter à ees réflexions , celles que M. Arago a présentées avec talent et clarté dans Vy/nnuaire du Bureau des Longitudes [lour l’année 183A. Ce sujet est d’un haut intérêt, puisqu’on y trouve l’explication de l’aplatissement do la Terre.

« A l'origine des choses, la Terre était probablement incandescente. Aujourd’hui elle conserve encore une partie notable de sa chaleur primitive.

a Nous aurons fuit un premier pas vers la démonstration de ces deux propositions capitales, si nous parvenons à découvrir dans quel état, soit fluide , soit solide , se trouvait la Terre à l’origine des choses. »

Si la Terre était déjà solide quand elle commença à tourner sur son centre , la forme qu’elle avait accidentellement alors , a dû se conserver ù peu près intacte , malgré le mouvement de rotation. 11 n’en serait pas de même dans la supposition contraire. Une masse fluide prend nécessairement, à la longue, la figure d’équilibre correspondante à toutes lus forces qui la sollicitent; or, la théorie montre qu’une lelle masse , supposée d’abord homogène , doit s’aplatir dans le jens de l’axe do rotation , et se renfler à l’éqnaleur : elle donne la ditférenec de longueur des deux diamètres; elle fait connaître que, dans l’état final d’équilibre, la figure générale do la masse est celle d’un ellipsoïde; elle signale les modifications qui peuvent résulter, dans les In potlicscs physiques les plus vraisemblables, d'un défaut

ROTATION DIURNE DE LA TERRE

d’homogéoéité des couches liqaides. Tous ces résiliais du c.alcal se concilient à merveille quant à leur ensemble , et mémo quant a leurs valeurs numériques avec les nombreuses mesures de la Terre qu’on a faites dans les deux hémisphères. Un tel accord ne saurait être l’efiet du hasard.

Zo Terre a donc été anctenneuient fluide.

U Reste à découvrir 1a cause de cette antique fluidité ; cette cause est le feu; mais il s'en faut de beaucoup qu’un se soit unanimement accordé sur ce point. Les géologues de Vécole neptunienne n’ont voulu admettre qu’une fluidité aqueuse. Suivant eux , les matières terrestres , dont les propriétés sont si diverses, étaient originaircinent dissoutes dans un liquide , et la charpente solide du globe s’est formée par voie de dépét ou de précipitation. Les plutoniens , de leur côté , rejettent toute idée de dissolvants. Pour eux , la fluidité des principes constituants du globe fut jadis le résultat d'une très-haute température; la surface s’est solidifiée en se refroidissant.

s Les deux écoles, j’ai presque dit les deux sectes , tant elles montrèrent d’aerioionie , se combattirent pur des arguments peu décisifs, ciupruntcs aux phénomènes géologiques, et (pii laissaient les esprits rigides en suspens. lai vrai moyen de nicllre un terme aux débats était évidenimuiit d’examiner s’il existait nu sein du globe des restes, des indices certains de la chaleur d’origine invoquée par les plutoniens. Tel est le problème dont les physiciens et les géomètres, par des efforts communs , sont parvenus à donner une solution satisfaisante.

« Dans tous les lieux do la Terre , dès qu’on est descendu à une certaine profondeur, le thermomètre n’éprouve plus ni variation diurne, ni variation annuelle; il marque coiistammont le même degré, et la même fraction de degré, pendant toute l'aunée, et pendant toutes les années. Voilà le fait : que dit la théorie?

« Suppoeone un moment que la Terre ait reçu toute ta chaleur du Soleil. Lo oa\oul , fondé sur celle hÿpolhète , nous apprendra 1° qu’à une certaine profondeur la lein[»éralurc sera invariable; 2“ (jue cette température solaire du l’intérieur du globe change avec la latitude. Surccs deux points, la théorie et l’observation sont d’accord ; mais nous devons ajouter que, d’après la théorie, dans chaque climat, la température constante des couches terrestres serait la meme à toutes les profondeurs, du moins tant qu’on ne s’enfoncerait pas do quantités fort grandes relativement au rayon du globe. Or, tout le monde sait aujourd’hui qu’il n’en est pas ainsi: les observations faites dans une inulliludc de mines, les observations de la tein[)érnturc de l’eau d’un

42 KOTAÏION DIURNE DE LA TERRE

grand nombre de fontaines jaillissant venant de différentes profondeurs, se sont accordées à donner un accroissement d’nn degré centigrade pour 20 à RO mètres d’enfoncement. Quand une hypolhèsa conduit à un résultat aussi complètement en désaccord aveo les faits > elle est fausse et doit être rejetée.

« Ainsi il ii’cst point vrai que les phénomènes de température des couches terrestres , puissent être attribués à la seule action des rayons solaires.

<■ L'action solaire une fuis éliminée , la cause de l’accroissement régulier de chaleur qui s’observe en tout lien à mesure qu’on pénètre dans l’intérieur du globe, ne saurait être qu’une chaleur propre, une chaleur d’origine. Ln Terre, comme le veut l’école plutonienne, comme le voulaient Desoartes et Leibnitz , mais les uns et les antres , il faut l’avouer, sans aucune preuve démonstrative , est devenue aujourd’hui , définitivement , un Soleil encroûté , dont la haute température pourra être hardiment invoquée, toutes les fois que l’explication des phénomènes géologiques l’exigera. »

Nous ne suivrons pas le savant académicien dans l’examen qu’il fait de la question qui a pour objet de découvrir combien il a fallu de siècles pour refroidir la Terre , à partir de son époque de fluidité incandescente, où il prouve que depuis 2000 ans la température gé- ' nérale de la Terre n’a pas varié d’un dixième de degré , etc. Toutes ces considérations physiques d’un haut intérêt sont étrangères au sujet que nous traitons.

On doit donc accorder comme une vérité acquise à la science et devenue classique, que dans l’origine la Terre était à l’état de fluidité, sous l’influence d’une température excessivement élevée ; que ses particules de densités diverses, dociles aux lois de l’attraction qui les sollicitait, se sont dispo.sées dans l’intérieur par couches ; que le système général de ces couches a pris la figure d’un ellipsoïde de révolution aplati sous scs pôles , en vertu de la force centrifuge qui agissait sur la masse, par suite de la rotation diurne autour d'un axe; que la chaleur, en SC dissipant dans l’espace par l’effet du rayonnement, a permis à la surface de se refroidir et de se solidifier, jusqu’à une certaine profondeur, en conservant la forme d’un ellipsoïde qu’elle avait d’abord; qu’à peu de distance de cette surface (peut-être trois on quatre lieues) , la matière est encore à l’état de fluidité ignée '' ; que

• Cestà cette circonstance qu’il faut rapporter l’cxistcncc des source* chaudes, dans touti» les cotilrccs où il d existe aucuns feux volcaniques. Tantôi, l’eau obéùaaQtà la pecto*

ROTATION DIURNE DE LA TERRE. 45

1« refiroidiuement par rayonnement étant compensé par la ohalenr qni nous Tient <lu Soleil , tout est actuellement devenu permanent , sans que les siècles futurs puissent changer l’épaisseur de la croûte solide, ni la température de la masse liquide; qu’enfin , les montagnes ne sont que de faibles dérangements de localités , produits soit par des soulèvements partiels, soit par des causes accidentelles.

8° Lorsqu’on abandonne un poids à la gravité , il tombe , et sa di* rection doit être verticale , si la Terre est immobile. Mais si ce globe tourne, tout corps participe à sa vitesse dès le commencement de sa chute; il a une vitesse horizontale, outre Taolion verticale de la gravité. D’après les lois de la Mécanique, le corps, obéissant à celte double force, doit tomber encore verticalement, quand le point do départ a sensiblement la même vitesse que le sol. C’est à peu près ce qui arrive sur un vaissc.au qui s’avance sans secousse; tout s’y passe comme s’il était en repos.

Mais si le sommet est très-clevc, la circonférence qu’il décrit est plus étendue, et la vitesse plus grande qu’à la base, dans le sens horizontal , de l’occident vers l’orient ; ainsi le corps ne tombera plus verticalement, et se rapprochera un peu de l’est. Cette expérience trps-' délicate, parce qu’elle ne conduit qu’à 3 ou 4 lignes do déviation pour une chute de plus de SOO pieds, a été plusieurs fuis tentée, et on l’a toujours trouvée d’accord avec la théorie. Hais on sent qu’elle doit inspirer peu de confiance à raison de la petitesse des quantités qu’on y considère. Il nous suffit ici que l’hypothèse du mouveaicnl de la Terre no soit pa.s contredite.

4* La rotation de la terre est la cause des tents alisés, qui soufilent constamment do l’est dans les régions équatoriales. En venant d’Europe, on trouve près du tropique le vent de nord-est ; vers la ligne, il est à l’est ; il se rapproche du sud-est à mesure qu’on tend vers le tro-

UBr, dteeend par le* iMUCt qui lui mdI ouvertes «Uns nnlérieur «le la Terre, y reçoit la température de ces profondeurs, et pressée par la char^ supérieure, remonte, comme dans un siphon, par d'autres votes qu'elle rencontre, et se répand enfin »ur le sol, ainsi qu'il arrive aux puits artésiens : tanlM, cc liquide pénétrant jusqu'aux couches profondes dont la tempérahire peut le réduire en vapeur, remonte par des fissures et te ooodense prêt de la surfiice, où il se mêle aux eaux naturelles, dissolvant les sels qu'il a rencontrés dans sa route. Celte explication si simple et si naturelle de l'cxUlcncc des eaux thermales s'accorde parfaitement avec tous les faits observés ; car ces sources ont des températures diverses dans des loealités (rèa-voUines, telles que celles de Plombières, bains Luxetiil; celles du Montd'Or, de la Bourhoule, et do Chaudcsai0iies , etc. Ici la température reste conslaouncot la même; là elle varie plus ou moins avec les saisons , ou par rahoodancc des eaux pluviales ; presque partout les sels cl les (jaz dissous, variables avec les sources, sont constants dans cbacuno en nature et même en proportion , etc.

UOTATION ItlUUNE DE LA TEUlU;.

pique nufstrnl. Voici In cause de ces effets : l’air, échauffé par l’action permanente du Soleil, se dilate et s’élere, pour se porter ensuite vers les pôles ; tandis que l'air plus dense des pôles afflue par des roules diverses, pour remplir le vide sous l’équateur. Dans son contact avec * la Terre, l’atmosphère participe à la vitesse de rotation de la zone qu’elle occupe : les particules d’air, en arrivant aux parallèles équatoriaux , devront donc acquérir plus de vitesse, si elles restent assez longtemps en contact avec le globe j mais comme l’air s’y dilate et s’élève avant cet instant, jamais l’atmosphère n’y est poussé d’une vitesse aussi grande que celle de la Terre j les arbres , les maisons, les montagnes, les voiles dos navires, tournent donc plus vite que l’air et lu frappent de l’ouest à l’est avec tout l’excès de leur vitesse; d’où résulte le même effet que si, la Terre étant immobile, le vent d’est soufflait.

L’argument que fournissent les vents réguliers pour prouver le mouvement diurne de la Terre, exige quelques développements que nous tirerons du Traité d’astronomie do Sir J. Herschel (Traduction de M. Cournot).

« Un phénomène qui doit son existence au mouvement de rotation de la Terre, est celui des vents alizés. Ces immenses courants de l’atmosphère, si importants pour la navigation, résultent d'une inégalité dans les températures aux différentes latitudes produites par l'iuégalitéde l’action solaire, et de cettu loi générale des fluides élastiques, que la chaleur augmente considérablement leur volume , en diminuant leur poids spécifique. Ces causes, combinées avec le mouvement de rotation du globe de l’oue.st à Test, donne une explication satisfaisante du phénomène dont il s’agit.

« C’est un fait observé, et dont nous donnerons l’explication plus loin , que le Soleil se trouve toujours au zénith de l’un des points d’une zone terrestre, comprise entre deux cercles parallèles à l’équateur, que l’on nomme les fropigues, éloignées de 2#“-;,l’un du côté du nord, l’autre du côté du sud. Pour tous les points de cette zone, le Soleil atteint chaque jour une grande hauteur au-dessus de l’horizon, et y maintient une température beaucoup ]ilus élevée que dans les régions polaires, boréales ou australes. La chaleur de la surface terrestre se communique à l’air qui repose dessus ; cet air sc dilate cl devient spécifiquement plus léger que celui des autres régions du gloire. Conformément aux lois de l’hydrostatique, cet air raréfié s’éloigne de la surface de la Terre ; il se trouve remplacé par de l’air plus fiüid cl (lar coiiséqiicnl plus louid, lequel pénètre dans les ré-

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nOTATlON DKmXF, nF. r.A TKRRF. 45

gioos interlropicales , des deux cûlés, et en rasant la sut Face. Quand l’air déplacé est parvenu au delà de son niveau naturel, n’étant plus retenu par des pressions latérales suffisantes, il se déverse, de droite et de gauche, vers les pôles de la Terre, en produisant ainsi des courants 'supérieurs opposés aux premiers. L’air des courants supérieurs se refroidit progressivement , et est ramené vers le bas , pour remplacer l’air qui s’est rendu dans les régions intertropicales, de telle sorte qu’il en résulte une circulation continuelle.

U En vertu du mouvement de la Terre autour de son axe polaire, la vitesse de rotation des points de la surface augmente proportionnellement aux rayons des cercles de latitude, jusqu’à l’équateur, où elle est la plus grande possible. L’air, dans son état de calme, doit participer au mouvement rotatoire du lieu où il se trouve. Mais, quand il est poussé du pôle vers l’équateur, il passe successivement d’une latitude où la vitesse de rotation est moindre, à une latitude où la vitesse est plus grande : alors il tourne moins vite que la sui;faco sur laquelle il se trouve actuellement. Ainsi les courants d’air qui se rendent des pôles a l’équateur en suivant la surface terrestre, sembleront tourner en sens contraire du globe, ou du l'est à l’ouest. Et voilà pourquoi eus courants, qui, sans la rotation de la Terre, ne produiraient que dus vents nord et sud, ont encore une direction vers l’ouest , ce qui produit les vents permanents de nord-est et de sud-est qu’on appelle vents alibis.

V Si une masse d’air considérable était tout à coup transportée des hautes latitudes à l’équateur, la différence des vitesses de rotation correspondantes, serait capable de produire, non un vent ordinaire^ mais la plus effroyable tempête. Tel n’est pourtant pas l’effet de ce déplacement; car à mesure que l’air avance dos pôles vers l’équateur, il acquiert une vitesse de rotation croissante, par le frottement contre la surface terrestre. Si sa marche vers l’équateur s’arrêtait en certain lieu, l’air y prendrait bientôt la même vitesse de rotation que le sol, et rentrerait dans un repos relatif. Il suffit de se rappeler le peu d’épaisseur do lu couche atmosphérique (environ 16 lieues), et la masse immense du globe, comparativement à celle d^ l’air (la première étant pour le moins un million de fuis plus grande que la seconde), pour rester cunvaincu qu’une portion considérable de la surface terrestre cntraincra toujours avec la plus grande facilité l’air qui reposera immédiatement au-dessus d’elle.

U De la il résulte que la tendance de l’air à souffler du l’est doit diminuer a mesure qu’il se rapproche do l’équateur, suit d’un côté, suit

ROTATION DIURNE DE LA TERRE

de l’aolre. En effet, les longueurs des parallèles ne croissant presque plus dans le Toisinage de l’équateur, et le changement de vitesse est comme nul jusqu’à plusieurs degrés de part et d’autre de cette ligne, alors le frottement de la surface terrestre agit plus longtemps pour accroilre le mouvement de rotation de l’air, pour amener ce fluide à l’état de repos relatif, ou diminuer la tendance qu’il avait à se porter de l’est à l’ouest; et en même temps la cause qui produirait cette tendance diminue, et finit par disparaître entièrement. Arrivé à l’équateur même, l’air ne doit plus être entraîné de l’est à l’ouest ; de pins, les courants du nord et du sud, venant à se rencontrer, doivent s’entre-détruire mutuellement; si l’un l’emportait sur l’autre, on devrait l’attribuer à des causes locales, variables d’un hémisphère à l’autre, et qui, dans le voisinage de l’équateur, agiraient ici dans un sens, et là dans un sens opposé.

« On aura donc ainsi deux larges zones tropicales, dans lesquelles le vent doit constamment souffler du nord-est pour la zone boréale, du sud-est pour la zone australe. La zone équatoriale, placée entre les deux premières, doit être calme comparativement, et lèvent n’y aura aucune tendance prononcée de l’est à l’ouest. Tout cela est conforme aux faits observés, et les courants d’air dont il vient d’être question sont précisément ceux qui portent le nom de vents alizés.

« On pourrait croire que le frottement perpétuel de l’air contre la surface du globe dans le voisinage de l’équateur, doit diminuer progressivement, et éteindre à la longue le mouvement de rotation de toute la itiasse; mais cotte conséquence serait contraire aux lois générales de la Mécanique, et l’on voit aisément ici comment s’opère la compensation. L’air équatorial échauffé s’élève et coule vers les pôles, avec la vitesse de rotation qu’il avait dans les régions de l’équalenr, et arrive à de hautes latitudes, là où la surface terrestre tourne avec moins de rapidité. Ainsi, soit qu’il se dirige vers le nord, soit qu’il marche vers le sud, l’air a un mouvement rotatoire qui l’emporte de plus en plus sur celui de la Terre, et qui par conséquent semble le pousser de l’ouest à l’est avec une vitesse toujours croissante; et quand enfin cet air reviendra en contact avec la surface terrestre, par suite de la circnlatioti qui s’établit dans l’atmosphère (ce qui arrivera en un point ou en un autre de l’intervalle compris entre les tropiques cl les pôles), il frottera contre celte surface comme un fort vent de sud-ouest dans l’hémisphère boréal , et do nord-ouest dans l’hémisphère austral ; en sorte qu’il rendra au globe la vitesse de rotation perdue par le frottement vers l’équateur. Telle est l’origine des vents

d’ouest et de sud-ouest, qui soufflent ordinairement à nos latitudes, et sur presque tonte la partie septentrionale do l’Océan atlantique; ces Tenta , en efiPet , appartiennent au système général des réactions atmosphériques qui assure la permanence du mouTement de rotation du globe. »

Au reste, ainsi que le remarque M. Arago (Annuaire de 1830, p. 804), le Toisinago des continents, celui des côtes occidentales surtout, modifie les rents alizés dans leur force et leur direction, et l’on se ferait une idée bien fausse do là théorie qui vient d’être exposée, si l’on croyait qu’au nord de l’équateur les vents soufflent constamment du nord-est , et qn’au sud ils soufflent constamment du sud-est. Les phénomènes ne sont pas les mêmes dans les deux hémisphères. En chaque lieu, ils changent d’ailleurs avec les saisons. Le capitaine Basil Hall a trouvé un vent d’ouest à peu près permanent sur la côte occidentale du Mexique jusqu’à la Californie , entre 8“ et 22“ de latitude nord. Ces inversions des vents alizés sont ducs à des causes spéciales, et il suffit à notre objet que l’efiet soit général, malgré quelques exceptions, pour que l’on puisse considérer l’explication précédente comme exacte.

Vers les côtes, les circonstances locales doivent agir de mille manières sur la direction des vents ; ce qui, loin de nuire à notre explication , la confirme , au contraire. C’est de là que dérivent ies mouesons, les rente de terre, qui régnent à de certaines époques réglées. Les ' sables d’Afrique, si fortement échauffés par une action solaire puissante et continue , communiquent leur température à l’atmosphère avec bien plus de rapidité que la mer ; le courant d’air de bas en haut a plus de vitesse, et les parties voisines sont poussées vers le vide qui s’y fait, surtout vers les plages où aucun obstacle no peut modérer ni arrêter cet effet. En Egypte, on donne le nom de renl étésien à celui qui souffle du nord, et ne manque jamais de remplacer le vent dé sud, à l’époque où le Soleil y est dans toute sa force.

Mouvement annuel de la Terre.

28. L’hémisphère terrestre AKBI (fig. 1) qui regarde le Soleil, en reçoit la lumière; la région opposée ÂGKT est dans l'obscurité : d’un côté on a le jour, de l’autre la nuit; les habitants du cercle AQB, qui sépare ces deux moitiés, voient lever ou coucher le Soleil. Imaginons par l’axe de la Terre un 2“ cercle ASBG perpendiculaire à celui-ci; les habitants de ce cercle auront l’astre au ntéridicn supérieur ou inférieur.

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48 MOUVKMENÏ WNUEL DE L\ TERRE.

et cotnpleronl iiiidi ou minuit à cet instant. Mais la rotation de la Terre fait changer la situation de ces deux cercles, ce qui produit la succession des heures , des jours et des nuits : ces phénomènes sont donc dus au moi«ee»ie»it diurne, aussi bien que les cercles que semblent décrire chaque jour les astres autour de nous.

24. Pour trouver la position du Soleil à un instant quelconque, il faut observer cet astre au cercle mural, comme nous avons fait pour les étoiles (p. 18), afin d’avoir l’heure du passage et la hauteur, et par suite l’asc, dr. et la déclin. On reconnaît biertlèt que cette position du Soleil change sans cesse par rap{iort aux étoiles. Et d’abord , la plus grossière observation pronve qu’a midi la hauteur de cet astre sur l’horizon varie avec les saisons, aussi bien que la durée du jour; sa déclinaison change donc : tantôt il décrit l’équateur EE' (fig. 8), tantôt s’ en éloigne d’un côté ou do l’autre, en GG' ou gg' . La durée de l’arc visible de son cours apparent est telle que kg en été, et telle que KG en hiver; le lieu dç son lever est 4 ou K, l’astre à Thorizon se rapprochant, soit du nord, soit du midi. Ces phénoinèiies attestent (p. 14) des changements considérables de lieu dans le ciel.

Qu’on prenne chaque jour à raidi les distances zénithales des bords supérieur et inférieur du Soleil , un terme moyen entre ces deux distances donne celle du centre, d’où résulte la distance de ce centre à l’équateur ou sa déclin. On s’assure ainsi que le Soleil est tantôt dans l’équateur, tantôt au-dessus , tantôt au-dessous, et on mesure la distance de l’astre à ce plan *.

Il est aisé du s’assurer du même que le Soleil se porte chaque jour d’environ 1® vers l’est, en le comparant aux étoiles , qui sont, comme on l’a VII, immobiles dans l’espace. Car en remarquant à une pendule sidérale (u° 7), l’heure du passage du centre du Soleil au méridien , on voit que chaque jour il y arrive environ 4' plus tard qu’une étoile prise à volonté **. Le soleil s’écartant de 4' par jour relativement à l’étoile qui

* Il eit ioutilc de dire quo le Soleil neUot pai à une diilaace infinie de la Terre, par un * cflPct de la parallaxe (n° ao), cel a^lre ne répond pat pour (ou» Ici liüiiimcs au même poiol du ciel. Il ne faut rc{^arder comnir nulle» les dimensions de la Terre, que par rapport aux étoiles, parce que leur distance est inappréciahle (n*» ii) ; mais lorsqu’il sajjit du Soleil, la distance zénithale observée POZ (fi|j. 7) doit être remplacée par PCX, qui a lieu au centre C de Ki Terre. Celte petite correction d’environ ou plu» petite encore, qui sc trouve par les régies données, ne doit jamais être oubliée dans ce qui va .suivre.

*' Dans cette série d'observations, on prendra pour terme de comparaison une étoile qu'on puisse voir eu piciu jour ; au reste, ou peut changer d'étoiles cl préférer celles dont le pis> sage méridien »c fait tic nuit, sauf à avoir égard à la différence d'aiirenvion droite de ces diverses étoiles.

id

a passé avec lui au uiéridion , s’en éloigne de plus en plus. Lorsque la Terre aura effectué 00 révolutions, l’intervalle sera de 00 fuis 4', ou à peu près 6^ en trois mois : donc le cercle horaire du Soleil se sera porté vers l’orient à 00° de celui de l’étoile ; ces plans seront à angle droit. Après environ 180 révolutions, les denx astres seront distants de lî*, ou situés sur le même cercle horaire de part et d’antre du pèle; au bout de 6 mois, lu Soleil passera .an méridien 12’' apres l’étoile (celle-ci sera à minuit au méridien supérieur, p. 11). Les retards du Soleil continuant de s’accumuler, on trouve qu’apres 86S' {-,ln différence est de 24*, c’est-à-dire qn’.â l’expiration de l’année, le Soleil est revenu dans le cercle horaire de l’étoile, laquelle a passé une Fois de plus au méridien : cela suit précisément du même raisonnement (n° 13), par lequel un prouve qu’uu voyageur qui a fait le tour entier du globe compte un jour de plus que nous, quand il a marché vers l’est.

Concluons de ces deux observations que \'a>cen$ion droite du .Soleil varie chaque jour, aussi bien que sa déclinaison , et qu’on sait mesurer l’éteudue de ces variations. Lu cuniiaissaiice de ces éléments suffit , avons-nous dit n° 9, pour déterminer la situation d’un astre dans lu ciel. Pour en avoir une idée juste, on pourra faire l’opération suivante : on marquera sur une sphère les diversesconstellations, d’après le procédé donné n° 9, eu les rapportant a l’équateur EE' (fig. 8) et aux pôles célestes P, P', selon leurs déclinaisons et ascensions droites. D’après la déclinaison et l’ascension droite du Soleil pour chaque jour, ou eu déterminera le lieu sur notre globe; et unissant ces divers points par un trait contigu ^G', un aura l’image de lu route du Soleil durant les 86o révolutions de lu Terre, route qu’il doit recommencer éternellement. Sur nus planisphères, nous avons marqué cette courbe.

Pour mieux faire entendre la marche annuelle du Soleil, ôtons , ' par la pensée, à cet astre , cette lumière éclatante devant laquelle toute autre disparait, et supposons qu’on ne le voit ([ne comme une simple étoile. Chaque jour scs relations avec les autres étoiles changeront; nous le verrons s’avancer de plus en plus de droite à gauche, ou d’occident en orient, par une progression lente d’environ 1° par jour, en vertu de laquelle il s’approchera de quelques ajtres et s’éloignera de ceux qu’il nous cachait par son interposition ; onBn il nous semblera suivre dans le ciel une route en sens opposé ù la rotation diurne a|iparente , et retarder chaque jour, sur les étoiles, i\ raison de la ([uaiilitédont il sesera .avancé dans cette orbite,

cxAflocKArmi. *

L’obserTalion a fait connaître que celte courbe ÿG' est tracée dans un plan qui passe par le centre de la Terre. On sent bien que le peu d’exactitude des opérations graphiques surun globe ne permettrait pas do compter sur la vérité de cette conséquence ; mais en soumettant les observations au calcul le plus rigoureux , clic devient hors de doute. En effet, en évaluant les déclin, qui répondent à deux points quelconques opposés diamétralement, ou dont les asc. dr. diil'èrentde 180°, on trouve que ces déclin, sont égales, l’une boréale, l’autro australe. Ainsi, les points où le Soleil est à égale distance de l’équateur sont toujours aux extrémités d’une droite qui passe au centre delà Terre : ce qui prouve que Vorbite solaire est plane. Ou la nomme Ecliptique : on donne aussi ce nom au grand ccrcIc fixe suivant lequel .ce plan prolongé va couper la sphère céleste , cercle infiniment éloigné de l’orbite, et par conséquent très-différent de la courbe que cet astre décrit.

En prenant les plus grandes déclin. G'E', jE (fig. 3) de part cl d’autre de l’équateur EE', points où le Soleil sc trouve aux Solstices, on reconnaît que l’équateur et l’écliptique font entre eux un angle do 23°28'. Ccl angle est ce qu’on noinrac Yobliquité de l’écliptique. Ainsi, l’axe PP' de la rotation diurne fait , avec l’écliptique G'g, un angle PTÿ, qui est le complément du précédent, ou de 06° 32'.

28. La variation du Soleil en déclinaison, présente un phénomène bien remarquable , la succession des saisons. Lorsque le Soleil est dans l’éqnatcur céleste EE' (fig. 3), la rotation diurne do la Terre T, nous fait juger que ccl astre a décrit en 24* cc cercle même. Dans les jours suivants, le Soleil procédera dans son orbite, et sc transportera en quelque point o : la Terre continuant d’effectuer scs rotations sur son axe, nous verrons le même effet que si l’astre o décrivait en un jour un cercle parallèle à l’équateur EE', comme l’étoile qui a même déclin. Ainsi, à mesure que le Soleil s’éloigne de ce plan £E', il nous semble décrire une série de cercles parallèles; et lorsqu’il a atteint la limite g vers le pôle boréal, il commence à se rapprocher de l’équateur, par la même série de cercles apparents. Il décrit de nouveau l’équateur £E', puis s’abaisse au-dessous, en paraissant suivre une marche spirale analogue, jusqu’à la limite opposée G'.

Celte série de cercles offre une apparence très-compliquée, qui n’csl , comme on voit , qu’une combinaison très-simple de la rotation diurne de la Terre , et du déplacement annuel du Soleil dans l’écliptique. Cet astre décrit en un au une courbe AlIpG (fig. 13j, tandis que la Terre, fixée en un lieu S, tourne environ 365 fois un quart sur son

MODVKMKNT ANNUEL DE LA TERRE. Bl

axo oblique au plan AGPII de l’orbilo solaire. Nous reviendrons bientôt (n* 88) sur cette complication de mouvements : il nous suffit do concevoir que chaque jpur, de son lever à son coucher, le Soleil nous semble avoir décrit un cercle diurne avec les autres astres, mais que ce eercle varie do situation et d’oiendue, en se rapprochant ou s’éloignant de l’équaleur, d’un côté ou de l’autre de ce plan , auquel ce cercle demeure parallèle. On peut rapprocher colle exposition do ce qui a été dit (pages 15 et 10) sur l’étendue du cercle décrit par une étoile, sa vitesse, le lieu de son lever et do son coucher, la durée de sa présenee sur l’horizon, etc., d’après la déclinaison do col astre , ou sa distance à l’équateur.

Ainsi, lorsque le Soleil décrit un parallèle quelconque gg ou GG', les durées du jour cl de la nuit sont niesurcos par les arcs gk cl g'k, ou GR cl G'K; sa hauteur méridienne est D'ÿ, ou ITG, les points où l’astre SC lève sont plus nu moins rapprochés du nord ou du sud. On conçoit pourquoi les jours sont plus longs que les nuits en été; que la hauteur méridienne y est plus grande, le lieu du lever du Soleil plus voisin du nord, qu’en hiver. Quand le Soleil décrit l’équalcur EE' la durée TE du jour est égale à celle de la nuit, c’csl l’époque des Équinoxes, commencement du printemps et de l’automne; la hauteur méridienne D'E est l’inclinaison de l’équateur, complément delà latitude du lieu. Le jour le plus long de l’anuée jiour nous est celui du Solstice d’été; quand l’astre décrit le cercle gg', le plus éloigne de l’équateur, cercle qu’on nomme Tropique, la durée des jours varie alors très-peu, parce que réclipliquc gG' étant tangente au cercle ÿj' de déclinaison, l’astre semble conserver quelque temps la même déclin. La même chose arrive au Solstice d’hiver, qui répond au jour le plus court de l’année; le Soleil décrit alors le tropique opposé GC', la hauteur méridienne se compose de celle de l’équateur, -j- 23“ 2R' dans le l" cas , et — 23“ 28' dans le second. Ce sont les limites extrêmes que cette hauteur atteint.

Pour les peuples de l’héiuisphère austral , les relations ci-dessus doivent être prises en sens contraire.

26. Instruits par l’expérience à ne point regarder comme réels les mouvements apparents, cherchons si le Soleil , au contraire, ne serait pas fixe dans l'espace en S (fig. 13), tandis que notre globe parcourrait en un an l’écliptique TAllPG, accomplissant 365 j révolutions, sur un axe oblique à ce plan, cl constamment parallèle .à lui-même ; car les apparences seront pour nous les mêmes dans les deux cas. Il s’agit

d'adopter l’une de ces deux opinions, cii comparant les phénomènes , ainsi que nous l’avons fait pour le mouvement diurne.

D’abord^ si la Terre décrit par an, autour du Soleil, un cercle à 24000 rayons terrestres de distance, ce globe parcourt chaque jour un peu moins de 1°. Un calcul simple donne environ 410 lieues pour l’espace décrit pendant une minute , 6 lieues { par seconde; la Terre décrirait dans son orbite en 3* et demie, un espace égal à celui qui nous sépare de la Lune, et en 7' un espace égal au diamètre de notre globe. Si cette grande vitesse étonne, combien l’esprit n’est-il pas effrayé lorsqu’il veut l’attribuer au Soleil? Ainsi, en comparant seulement le peu d’étendue de la Terre à l’immense volume d’un astre quatorze cent mille Fois plus gros, on voit qu’il est plus simple (daus la nécessité de recunnaitre que la Terre , ou le Soleil , est anime de cette vitesse) de l’attribuer plulét à notre globe.

On sait, par les luis de 1a Mécanique, que pour qu’un corps libre soit frappé de manière à tourner sur son axe, il faut que l’impulsion ne passe pas par son centre de gravité : outre sa rotation, il prend encore un mouvement de translation, comme si la puissance eût agi sur ce centre, en sorte qu’il est emporté dans l’espace, tout en tournant sur lui-même. Si la force qui pousse une bille sur un billard n’est pas dirigée par le centre de cette sphère , on la voit pirouetter en même temps qu’elle s’avance dans la direction même du choc. Si l’on veut que la rotation sub.siste seule, il faut imprimer en même temps au centre une seconde impulsion égale et opposée, capable de l’arrêter. Nous sommes assurés que la Terre a un mouvement de rotation en 24* ; quelle qu’eu soit la cause, ce globe n’a pu recevoir cette sorte de mouvement, sans que le centre ne soit transporté dans l’espace, à moins qu’une force opposée ne l’ait arreté. Il est donc plus simple de concevoir la Terre animée de ce second mouvement, que de l’attribuer au Soleil; en cflèt, il Faudrait trois impulsions pour produire les phénomènes dans cette dernière supposition: l’une sur le centre du Soleil ; la deuxième sur la Terre, jioiir la faire tourner; la troisième égale et opposer à celle-ci , pour an èter son centre et le fixer dans le vide.

27. Nous avons déjà eu occasion de parler de quelques astres intermédiaires entre nous cl les étoiles, et qui ont, comme le Soleil, un mouvement propre. En observant ces planètes avec de bons télescopes, on a reconnu des taches dont les mouvcinenls ont attesté la rotation de ces corps sur un axe, précisément comme cela arrive pour la Terre: tons ces eoi |is sont , comme ce globe , opaques et uo peu aplatis à leurs

pôles , tonrnen^ nutonr du Soleil dnns des orbites difFérenlcs, et cela d’occident en orient, comme la Terre. Il en est qui ont des lunes comme nous avons la nôtre. Tous ces faits seront exposés avec détail (n® 80). Ainsi, un spectateur placé dnns le Soleil, si la vive lumière de cet astre ne le privait pas de la vue des corps célestes , verrait les planètes circuler autour de lui, en tournant sur elles-mêmes, et la Terre lui paraitrait soumise à la même loi.

Plus les planètes s’éloignent du Soleil , et plus leur marche est lente; la Terre, d’après le rang que lui assigne sa distance, n’est point soustraite à cette règle générale: l’analogie est complète, et tout conspire à classer ce globe au rang des planètes. Si l’on veut, avec Tycho- Brahé, que le Soleil ait en eflet un mouvement annuel dnns l’écliptique, outre que la simplicité do cet admirable ensemble est détruite, il n’en faut pas moins admettre la rotation des planètes autour du Soleil, qui emporterait ainsi leurs orbites dans l’espace, et les contraindrait de le suivre dnns sa marche autour de nous : système d’une grande complication.

Quant à la vitesse de la Terre, elle doit d’anlant moins surprendre , que celle de Vénus est plus grande encore, puisqu’elle décrit ABS lieues par minute; cette planète a un volume .à peu près égal à celui do la Terre. Et quelle force |)rodigieuse que celle qui meut Jupiter et Saturne, qui sont l’un 1381 fuis , et l’autre 90S fois plus gros que notre globe! Pourquoi la TeiTe ne pourrait-elle pas se mouvoir comme ces corps? Un observateur placé dnns Jupiter jugerait le Soleil, la Terre et les planètes en mouvement autour de lui ; et le volume considérable de son globe rendrait celte illusion plus vraisemblable que pour nous.

Le mouvement annuel de la Terre, ou celui du Soleil, telles sont les deux hypothèses entre lesquelles on n’a que le choix , c’est ce que les faits rendent incontestable. La première de ces suppositions est la plus simple, puisqu’elle fuit mouvoir dnns l’espace la Terre, ce point à peine visible pour le spectateur placé dans le-Solcil : tandis que nous sommes obligés d’avouer que d'autres corps célestes plus volumineux sont pourtant doués de ce même mouvement. N’est-il pas naturel de préférer un système qui porte les caractères do la vérité, et respecte toutes les conditions de Tanalugie, détruites par l’opinion contraire?

Et quant aux deux mouvements de la Terre, sa rotation diurne sur son axe et sa translation annuelle dans l’écliptique, loin de regarder cette double action comme une complication, on doit reconnaître, qu’outre qu’ils existent dans les planètes où ils n’ofiPrent rien de surprenant, la translation est la oonséqucnce des principoa do mécanique

JIÜUVEMKNT ANNLEL DE LA TERUE.

qui ont pu engendrer la rotation : si eette dernière existe seule, ij faut plus de puissance pour la produire, plus d’efforts d’esprit pour la eoncevoir *.

C’est ainsi que ce jouet i[u’on noniine toupie, par l’action latérale qu’on lui imprime, tourne rapidement sur son axe, taudis que sa pointe décrit une courbe sur l’Iiorizon. Du reste, cette comparaison est bien imparfaite, puisque l’air, le frottement, la manière dont la toupie est lancée , tendent à détruire son mouvement , en eoramençant par la translation : celui du la Terre, qu’aucune résistance ne diminue, est au contraire éternel.

Il est vrai que la translation imprimée à la Terre par une impulsion primitive devrait s’exercer en ligne droite, et qu’au contraire l’orbite est une courbe fermée que ce globe décrit chaque année j mais cela vient d’une force inconnue qui le ramène sans cesse vers le Soleil, dont il ne peut s’écarter et SC rapproeber que dans certaines limites. Cet astre est doué d’une puissance attractive qui agit sur la Terre , comme celle-ci agit sur les corps pesants. C’est ce qui sera expliqué plus tard (toyes n° 915).

Admettons donc In doctrine du double mouvement de la Terre, et loin de la regarder comme légèrement adoptée, admirons au contraire combien elle réunit de preuves. En effet, quoique réel, ce mouvement pourrait n’étre pas confirmé par celui des planètes; car ces corps pourraient ne pas exister, ou n’avoir pas ces deux rotations dirigées l’une et l’autre d’occident en oricut ; ou être sans lunes , ou enfin être moins grosses que la Terre et moins éloignées du Soleil. Cependant il resterait encore, dans les seules apparences relatives au

• Pour expliquer le double mouvement de roletion et de trandatlon de la Terre, il suffit de supposer que, placée primilrvcmcnt en un point A (H(;. ts], elle a reçu une impulsion dont la direction n'a pas passé par sou centre de gravité. Kn comparant sa vitesse dans son orbite et celle de sa rotation, Jean Uernouilli a eberebé le point où clic a pu être frappée pour qu'il en soit résulté les deux mouvements sjue nous rsn;onnaissons ; et il a trouvé, dans l'Iiypothésc du globe homogène, que eette tlistaiice au centre est très-petite et seulement la i65* partie de son rayon {voy. ma Mécanigue , n- 170). La Terre aurait donc été frappée en A perpendiculairement il la ligne A.S menée au Soleil S, un peu plus loin de ect astre que le centre, et dans le sens qui la [lorterait de A en ts:», )(.... Cette seule impulsion aurait suffi pour produire les mouvements diurne et annuel que nous observons, abstraction faite de la cause qui force la translation à s'accomplir selon la courbe formée (n<* pS). Ainsi, loin que la réunion sic CCS deux mou vemciiLs offre une difficulté de plus, il faut avouer qu'elle est ta plus simple des eonibinaisons ; car il est infiniment peu probable que la projection primitive de toutes les planètes a passé précisément par leurs centres do gravité. L'impulsion est produite à une distance du centre égale à un qiialre-centHlouzième du rayon pour Mars, sept slixneuviènes pour Jupiter, un ceot-soixantième pour la Lune.

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Soleil , .tsseï de preuves pour faire préférer l’hypothèse du inouTeinent de la Terre.

Mais ce qui donne plus de poids à celte opinion , c’est l’accord admirable qu’elle établit entre les observations et les résultats : les détails les plus minutieux et les calculs les plus délicats no font trouver, dans les conséquences , qu’identité avec les phénomènes, que rigueur et exactitude dans les prédictions. La démonstration qu’on tire de Tattraclion (n° 9S5) ne peut être exposée maintenant , et c’est pourtant la seule qui soit mathématique. La suite de ce traite n’est , à proprement parler, qu’une série de prouves du double mouvement de la Terre. Ce qui n’était qu’une supposition infiniment plus vraisemblable que l’opinion contraire , devLendra alors une vérité démontrée pat plus de preuves que n’en peut réunir aucune théorie physique , soit par la simplicité des luis qui en résultent, soit par l’analogie qu’elle établit dans toutes les parties du système.

28. D’après cela, le centre T delà Terre (fig. 12) décrit dono autour du Soleil S, immobile dans l’espace, une courbe plane et fermée A 'Y' P en 368 jours -J , d’occident en orient, tandis qu’en racine temps elle fait chaque jour sidéral un tour sur cllo-mème et dans le même sens j son axe est emporté dans lu vide, et demeure parallèle dans toutes scs positions , formant avec le plan du son orbite , qui est V Écliptique, un angle constant de 60'^ 32'. Un spectateur qui, sépai'é do la Terre, marcherait en la suivant dans l’écliptique, la tète tournée vers le pôle boréal , aurait sans cesse le Soleil à sa gauche , et verrait notre globe marcher dans le sens As» )(X ... en tournant sur son axe , la face dont il aurait l’aspect passant de la gauche à la droite de ce spectateur.

Un peu après le coucher du Soleil, lorsque la lueur crépusculaire vient de s'éteindre , nous apercevons la moitié do la sphère céleste : le ciel nous semble tourner peu à peu d’orient en occident; des étoiles se cachent d’un côté sous l’horizon , et du côté opposé, d’autres se lèvent. La révolution apparente continue durant la nuit , cl l’étendue du firmament qui vient successivement s’offrir à nos regards dépend de la duree de l’obscurité. Dans une nuit d’hiver ou d’automne, on voit, à Paris,le ciel presque entier, excepté la partie voisine du pôle austral, qui ne sc lève jamais pour nous (p. 19), et celle qui est proche du lieu de l’écliptique où le Soleil nous parait être , ijui , roulant sur nos tètes avec cet astre, est cachée pour nous par la clarté du jour. Telles sont les apparences produites par la rotation do la Terre sur sou axe eu 24*.

Par l’fffcl du monvemcnl .tniiiiel , le Soleil nous semble parcourir récli|ili(iuu dans le meme sens que la Terre décrit en cfiel cette courbe. Si la Terre est en X(fig- 12), le Soleil nous parait occuper le point opposé , ou plutôt le point où le flrmninent est rencontré par la droite X S prolongée indéfiniment. Si la Terre est transportée en ÿ , le Soleil nous parait en si elle est en {^i nous le jugeons en : ainsi la Terre parcourant l’arc X y H i l’astre nous semble décrire ■«- , et cela dans le même sens , et coiuine nous décrirons ce même are. dans six mois.

Apiês avoir obserre un astre d’un point de la surface terrestre, nous avons exposé (n“ 20) les procédés qui servent à réduire cet astre au lieu où il serait vu du centre de la Terre. De luêmeOO' (fig. 9) étant un arc d’écliptique décrit par le centre de la Terre , et G le centre du Soleil, l’astre S, qui paraît être en I .à l’observateur placé en O, pourra être réduit au point Q où cet astre serait vu du centre G du Soleil. OSG , ou l’angle sous lequel de Son verrait le rayon de l’écliptique, est ce qu’ou nomme la parallaxe annuelle on de l’orbe terrestre.

I.a plus granrie base qui puisse servir d’échelle pour mesurer des distances aussi considérables, a été jusqu’ici le rayon de la Terre, qui a 1A33 lieues; mais lorsqu’on a obtenu avec précision la parallaxe solaire , et qu’on en a conclu le rayon de l’écliptique , on peut prendre ce dernier pour nuilé. C’est ainsi qu’on est parvenu à trouver avec précision les distances des planètes nu Soleil, ainsi qu’il sera expliqué plus lard. Le mouvement de la Terre qui , par les illusions dont il est cause , a pendant loiigleiups retardé la counnissanco des mouvements réels des planètes, nous les fait donc connaître avec plus de précision que si nous étions fixés nu centre.

29. Puisque l’axe do la Terre reste parallèle à lui-même, et fait , avec le plan de son orbite , un angle de 66" 82', les extrémités de cet axe dcvi-aicnt tracer dans le ciel, autour des pôles, deux courbes fermées , d’une étendue pnqjortionnéc à celle de l’écliptique et au rayon de la sphère céleste; mais il n’en est pas ainsi , et cet axe se prolonge en elfet jusqu’aux deux pôles, points opposés invariables. Cela résulte du prodigieux éloignement des étoiles, les parallèles se joignant à l’infini. Nous avons vu (n“ 11) que les dimensions de la Terre sont milles comparativement à cette distance; il faut en dire autant du diamètre même de l’écliptiquc, quoique ce diamètre ait près de 70 millions de lieues : c’est ce qui sera prouvé par la suite (roy. n° 131).

Ainsi , l’axe de la Terre ne répond constamment aux mêmes points, les pôles célestes, que parce que les parallèles concourent à l’infini.

SOLEIL

Le pion lie l’rqualcur, emporte par le mouvement annuel , conservant son parallélisme aussi bien que l’axe, fuit toujours avec l’orbite un angle de 23“ 28', et coupe le ciel suivant le même cercle (l’équateur céleste) que si le globe était fixe. Le mouvement de la Terre ne contrarie donc en rien les observations relatives à la situation fixe des pôles et do l’équateur céleste.

Du Soleil.

30. Supposons-nous maintenaut placés au centre S du Soleil (fig. 13), et jetons les yeux sur la terre T ; nous lui rcuonnaitrons dans l’espace U le rotation en 24 sur son axe, et une translation qui fait parcourir à son centre une courbe plane GTAH en 305 jours ^ environ , l’axe de rotation diurne deiucuranl parallèle.

La ligne ST, qui joint les cetitres du Soleil et de la Terre, se nomme Rayon recteur. Notre globe entraine dans l’espace ce rayon idéal, en lui faisant subir les variations de longueur nécessaires pour qu’il unisse toujours ces deux centres. En effet , nous verrons bientôt (n“ 39) que l’écliptique n’est pas un cercle et que lu rotation diurne est uniforme, tandis que la vitesse de translation ne l’est pas.

31. Montrons d’abord que le phénomène du renouvellement des saisons est dû à l’inclinaison constante de l'axe de la Terre sur le plan de l’orbe annuel, ce qui produit le changement en déclin. Soit T notre globe (fig. 14); le rayon vecteur ST rencontre la surface en A. Le plan AB, perpendiculaire à son axe PT, donne le cercle AB, dont chaque point vient tour à tour passer en A par l’effet de la rotation diurne. Le Soleil étant fixe en S, les habitants de ce cercle AB ont donc tour à tour cet astre à leur zénith ; les ombres a midi sont, à cct instant, tout a fait milles pour eux ; l’image du Soleil sc réfléchit nu fond d’un puits. Si OT est l’équateur, Aü désigne la latitude de ce cercle AB.

Supposons que la Terre ait en T In position pour laquelle la projection de l’axe PT sur le plan de l’orbite coïncide avec le rayon vecteur ST, c’est-.à-dire que le plan PTA suit perpendiculaire au plan de l’écliptique; cette époque sera le Solstice d’été. Les habitants de la zone Al B ne verront pas, il est vrai , le Soleil à leur zénith; mais ce sera le jour où cet astre en approchera le plus. Le cercle qui est au zénith de BA, et que le Soleil parait décrire en 24*, sera le plus éloigné de l’équateur TO vers le pôle boréal. AO sera do 23” 28', distance de

SOLEIL

l’équatour céleste au cercle que décrit alors le Soleil , qu’on appelle Tropique du Cancer, nom qu’on donne aussi au cercle terrestre AB.

Lorsque la Terre aura quitté le lieu T, et sera arrivée au point T' diamétralement opposé, l’axe PT étant parallèle PT, et se projetant de nouveau sur le rayon vecteur ST, l’angle P'T'S est obtus et supplément de PTS. Ce rayon S'T coupe en A' la surface terrestre do l’autre côté de l’équateur T'O', qui est demeuré parallèle à TO. Les habitants de la région ATB' ont alors l’été, tandis que dans l’hémisphère opposé, ou est arrivé au Solstice d'hicer. A midi, le Soleil passe nu zénith des habitants du cercle A'B', qui est à 23“ 28' de l’équateur, vers la région australe. Ce cercle est le Tropique du Capricorne, nom qu’on applique aussi au cercle céleste que le Soleil parait décrire à cette époque, et qui a 23° 28' de déclinaison australe. Il est le plus éloigné de l’équateur parmi ceux que col astre parcourt dans cet hcniisphère.

S2. Examinons ce qui arrive dans les intervalles do ces deux situations de la Terre. L’axe ne se projette plus sur le rayon' vecteur, cl l'angle de ces deux lignes varie sans cesse. D'abord la Terre partant de T pour passer en t', cet angle est aigu et va en croissant; il est droit en la projection do l’axe p't' sur l’orbite est t'i' perpendiculaire au rayon vecteur Sa'/'. De r' en T' l’angle de Taxe de la Terre et du rayon vecleur continuant de croitre devient obtus. Lorsque la Terre passe de T' en t, cet angleSa/i décroit sans cesser d’èlre obtus, redevient droit en t, ei enfin aigu en passant de ten T. Les positions T cl T des solstices sont les limites de cet angle.

Quand la Terre est parvenue aux lieux t' et t, où le rayon vecteur So't', So/, est perpendiculaire à Va\e p'tl, pl, nous avons réjMinojc du printemps cl celui de Tautomne. Ce rayon vecteur rencontre visiblement notre globe en des points a', a, sur l’équateur; et tous les habitants de ce cercle ayant tour à tour le Soleil à leur zénith, cet astre nous parait décrire l’équateur céleste.

33. Suivons la Terre dans son inouveraenl entre les quatre poiuts principaux de l’orbite.

1° L’inclinaison constante de l’axe terrestre sur le plan de l’écliptique nous fait juger que le Soleil change de déclinaison et décrit une série de parallèles à l’équateur, en passant d’un des tropiques à Tautre, cercles qu’il parcourt ensuite de nouveau en rétrogradant vers l’équateur. Chacun de ces parallèles est l’effet de notre rotation