L’Astronomie aux États-Unis
L’astronomie tient la primauté parmi les sciences : tous les écrivains qui ont essayé de présenter une classification philosophique de nos diverses connaissances lui ont accordé sans réserve cette suprématie que le sentiment populaire a depuis longtemps consacrée. Tandis que les autres sciences ont pour théâtre étroit la terre et ne s’occupent que des corps inorganiques ou organisés qui s’y rencontrent, l’astronomie étudie la planète dans ses rapports avec le reste de l’univers, elle nous fait pénétrer à la fois dans l’infini de l’espace et dans l’infini du temps. Notre globe n’est pour l’astronomie qu’une chétive unité dans le nombre illimité des corps célestes ; nous jetant hors des bornes de l’univers visible, elle nous permet de découvrir des mondes nouveaux par-delà ceux qui illuminent le firmament. Si la raison pure conçoit spontanément l’infini, l’astronomie est l’unique science qui puisse nous fournir des impressions capables de traduire cette grande et presque effrayante pensée. Aussi est-elle la science favorite des philosophes, qui ne se lassent point de lui emprunter des comparaisons, des argumens et des images. Par le côté pratique, elle se mêle à tous les détails de notre vie, puisqu’elle nous apprend à mesurer l’étoffe dont toutes nos actions sont faites, le temps. Qui nous fournit les notions à l’aide desquelles nous nous orientons ? Le soleil et le monde étoilé. Imaginez un instant que nous n’ayons ni nord, ni sud, ni orient, ni occident : comment la navigation sera-t-elle possible, partant le commerce, les voyages, tout ce que l’homme gagne en changeant simplement de place sur notre globe ?
L’astronomie est de plus le centre et comme l’âme de tout mouvement scientifique ; c’est elle qui a suscité les plus grands progrès de la physique, qui a présidé de tout temps au développement des mathématiques. Les observatoires sont ainsi les véritables temples de la science : dans ces retraites silencieuses et fermées au vulgaire se poursuit la nuit comme le jour l’éternelle étude de la nature sidérale ; des générations d’observateurs patiens s’y transmettent d’âge en âge les nombres énigmatiques avec lesquels ils écrivent l’histoire du monde. Si grand est mon respect pour ces hautes recherches, que je n’ai jamais passé sans émotion le seuil écarté d’une de ces demeures. Les spectacles étranges qu’on y contemple, ces pâles lueurs qui se dissolvent en étoiles sous le grossissement des télescopes, le disque lunaire froid et désolé, Saturne et son mystérieux anneau, la solennelle précision des mouvemens célestes, le battement régulier des pendules qui comptent non plus l’heure de nos plaisirs et de nos peines, mais la marche des mondes, tout y excite fortement l’imagination et la transporte vers les plus hautes pensées. La place que tient l’astronomie parmi les objets de notre vénération est si élevée, que les astronomes nous paraissent d’habitude plus grands que les autres savans. Combien de noms, même parmi les plus illustres, ne fait point pâlir celui de Galilée ou de Newton ? De telles gloires ont en partage quelque chose de l’immobilité et de l’éternité des phénomènes sur lesquels ces grands génies se sont exercés. Pendant la ferveur de la jeunesse, celui qui étudie les sciences se figure volontiers l’astronome comme un sage, vivant loin des hommes, absorbé dans la contemplation des phénomènes célestes, sans autre passion que la recherche des vérités éternelles, inaccessible à la haine, à la rancune, à l’envie, qui remplissent de leur venin les amer vulgaires. Si de tristes exemples sont propres à détruire une semblable illusion et nous offrent le plus éclatant divorce « d’un grand talent et d’un beau caractère, » nous trouvons pourtant dans l’histoire scientifique quelques figures harmonieuses qui réalisent l’idéal que je viens de tracer.
L’une des plus pures est assurément celle de M. William Bond. Ce savant américain, dont le nom n’est en Europe connu que des astronomes, est l’objet parmi ses compatriotes d’une estime universelle et bien méritée. Raconter les principaux travaux de ce patient et modeste observateur, ce sera retracer les débuts de la science astronomique aux États-Unis et assister à ses premiers triomphes. Du jour où s’est élevé l’observatoire de Cambridge, près de Boston, dans cette université de Harvard qui est le centre intellectuel de la Nouvelle-Angleterre, le mouvement scientifique a pris aux États-Unis une allure nouvelle et plus indépendante. Ces établissemens astronomiques sont aujourd’hui indispensables à toute nation qui se dit civilisée ou aspire à ce titre ; la Russie, toujours jalouse d’imiter en tout point les nations occidentales, a élevé à Poulkova un véritable monument, dont la splendeur et la perfection dépassent tout ce que l’on connaissait en ce genre. Les États-Unis ne pouvaient rester longtemps en arrière, et la munificence des individus devait y tenir lieu de la munificence royale, qui en Europe a de tout temps doté les observatoires. Où la géodésie, cette sœur cadette de l’astronomie, pourrait-elle trouver un théâtre plus vaste que le nouveau continent, qui se découpe en états chaque année plus nombreux ? De quelle importance les observations nautiques ne sont-elles pas pour une nation dont le commerce s’agrandit sans cesse, et qui porte le pavillon étoile dans toutes les mers ! Mais ces besoins ne furent pas toujours sentis aussi vivement qu’aujourd’hui, et pendant longtemps d’ailleurs les colonies anglaises de l’Amérique, même après qu’elles eurent conquis leur indépendance, continuèrent à rester sur ce point dépendantes de l’ancienne métropole. Dans le siècle dernier, nous n’avons à enregistrer que bien peu d’observations astronomiques faites sur le nouveau continent. En 1761, M. Winthrop, professeur à l’université de Cambridge, allait à Terre-Neuve pour observer le transit de Vénus sur le soleil. En 1780, le professeur Williams, appartenant à la même université, observait une éclipse de soleil à Penobscot. Pendant longtemps, la guerre et les agitations qui l’accompagnent interrompirent le cours des études scientifiques : il est des momens où un peuple doit tout oublier pour ne songer qu’à son indépendance, où il devient nécessaire qu’il sacrifie le présent à l’avenir, qu’il sache renoncer aux arts, aux lettres, à la science, aux satisfactions les plus élevées de l’esprit, pour ne point perdre des droits auxquels toute vie intellectuelle et morale ne saurait longtemps survivre.
Le calme revenu, les esprits purent se tourner vers de nouveaux objets : à cette période appartient le nom du docteur Bowditch, qui traduisit et commenta les ouvrages de notre célèbre Laplace, et contribua ainsi à répandre aux États-Unis le goût de l’astronomie ; mais les premières découvertes astronomiques faites sur le continent américain furent dues à William Bond. Né en 1789 dans l’état du Maine, à Portland, il fut élevé dans les écoles publiques de Boston ; la pauvreté de ses parens ne lui permit pas d’y rester longtemps, et il dut, fort jeune encore, entrer comme apprenti dans l’atelier de son père, qui exerçait l’état d’horloger et réglait habituellement les chronomètres des vaisseaux du port. La vocation du jeune Bond pour l’astronomie se marqua de très bonne heure, car à cette époque il imaginait déjà des appareils pour prendre des mesures dans le ciel, afin de contrôler la marche des chronomètres. Il notait le passage des astres au méridien, en les observant par une ouverture qu’il avait pratiquée dans le mur de sa maison. Il n’avait alors pas tout à fait dix-sept ans ; une éclipse totale de soleil, qui eut lieu en 1806 aux États-Unis, attira plus vivement encore son attention vers les phénomènes célestes ; en 1811, il découvrit le premier en Amérique la fameuse comète qui est restée si célèbre, et publia à ce sujet quelques observations qui furent consignées dans les mémoires de l’académie américaine avec des remarques de M. Farrar, alors professeur à Cambridge. Le docteur Bowditch donna des encouragemens au jeune astronome et lui fit confier en 1815, par Harvard College, une mission importante en Europe. Bond fut chargé d’inspecter les observatoires anglais de Greenwich, de Richmond et de Slough, et de faire un rapport sur la construction de ces établissemens, sur les instrumens, sur les perfectionnemens les plus récens de l’astronomie d’observation. Il s’acquitta consciencieusement de cette tâche, et à son retour construisit un modèle de dôme mobile pour une lunette équatoriale. Il établit ensuite, sur l’échelle la plus modeste, un petit observatoire où il commença d’étudier les occultations et les éclipses.
Quand le gouvernement des États-Unis envoya dans les mers du sud l’expédition du commodore Wilkes, il confia à M. Bond le soin de faire des observations pareilles à celles que les officiers de l’escadre étaient chargés de recueillir pendant leur voyage : ces observations devaient embrasser la météorologie, le magnétisme, les culminations lunaires, les éclipses des satellites de Jupiter. M. Bond n’avait alors que son petit observatoire à Dorchester ; le vénérable Josiah Quincy, président de l’université de Cambridge, lui proposa d’y transporter ses instrumens, et mit à sa disposition ce que l’université possédait elle-même. M. Quincy songeait déjà à fonder un véritable observatoire et à doter sa patrie d’une institution qui lui faisait défaut. Il accompagna sa proposition des offres les plus généreuses, s’engageant à fournir à M. Bond une maison, et s’inscrivant en tête d’une souscription dont il destinait le produit à l’érection d’un observatoire véritable. La modestie de M. Bond recula devant la position officielle qui lui était offerte. Qu’avait-il été jusque-là ? Un simple artisan, voué par goût à l’astronomie. Ses habitudes étaient si simples, il redoutait si vivement la responsabilité et se défiait tellement de ses forces, qu’il refusa longtemps la proposition de M. Quincy. On parvint pourtant à vaincre ses scrupules, et il transporta ses instrumens à Cambridge ; sur la maison qu’on lui donna fut élevé un dôme mobile. En 1837, l’observatoire était terminé ; on y installa une lunette des transits, un télescope réflecteur de cinq pieds, deux télescopes à réfraction de 46 pouces, une aiguille d’inclinaison magnétique de notre constructeur français Gambey et trois magnétomètres de Lloyd, destinés à la mesure des élémens variables du magnétisme terrestre. Ces derniers instrumens sortaient des ateliers où l’on avait construit tous ceux qui servent aux observations faites dans le grand réseau magnétique anglais, qui comprend Greenwich en Angleterre, Toronto au Canada, l’île Sainte-Hélène, l’observatoire du Cap de Bonne-Espérance, ceux de Bombay, de Madras, de Singapour et de Hobart-Town dans l’île de Van-Diémen.
L’élan donné à la science astronomique et à la météorologie dès l’arrivée à Cambridge de M. Bond eut les plus heureux résultats. En 1825, M. John Quincy Adams, étant président de la république, avait demandé au congrès d’établir un observatoire national, et comparait avec regret la situation des États-Unis sous ce rapport à celle de l’Europe, où l’on ne comptait pas moins de cent trente observatoires, tandis que l’Amérique n’en avait aucun. La proposition du président ne trouva aucun écho ; mais après l’installation de M. Bond à Cambridge, le congrès, convaincu, quoique un peu tard, de l’utilité de la science astronomique, décréta en 1842 l’établissement d’un observatoire national à Washington. Malgré l’importance de cet observatoire, Cambridge est demeuré et restera sans doute encore longtemps le véritable centre des études astronomiques aux États-Unis.
Le premier observatoire de M. Bond, établi dans une maison particulière, était tout à fait insuffisant ; il ne possédait ni instrument parallactique ni micromètre de précision. En 1843, une magnifique comète excita vivement la curiosité des habitans de la Nouvelle-Angleterre, et les astronomes de Cambridge ne purent l’observer qu’avec des instrumens insuffisans. Le public intelligent de Boston reconnut la nécessité de faire quelques sacrifices pour donner à l’observatoire de l’université les grands instrumens désormais nécessaires aux études astronomiques. Une souscription destinée à l’achat d’un grand télescope eut bientôt couvert la somme de 100,000 fr. Il fut décidé qu’on achèterait un télescope à réflexion, monté comme ceux de Poulkova et de Dorpat, et l’exécution en fut confiée à MM. Merz et Malher, de Munich, les habiles successeurs de Fraünhofer. Un nouvel observatoire fut établi au sommet d’une légère colline qui domine tout le pays voisin, et on y transporta avec les anciens instrumens le nouveau télescope, dont la perfection fut bientôt mise à l’épreuve. M. Bond s’en servit en premier lieu pour étudier les nébuleuses d’Andromède et d’Orion, qui ont été en quelque sorte les derniers retranchemens de l’ancienne théorie des nébuleuses. On avait admis qu’il existe dans l’espace une matière diffuse, nébuleuse, qui se condense progressivement en soleils et en planètes ; mais d’année en année on vit un plus grand nombre des nébuleuses célestes se diviser dans le champ des télescopes, ou, comme on dit dans la langue astronomique, se résoudre en étoiles distinctes et séparées. On ne put pendant longtemps reconnaître de points isolés dans les nébuleuses d’Orion et d’Andromède. Quand lord Rosse lui-même dirigea son télescope monstre, dont le miroir a jusqu’à six pieds de diamètre, sur Orion, il n’y aperçut d’abord rien : ce n’est que plus tard qu’il vit dans le trapèze et aussi dans le reste de la nébuleuse une masse d’étoiles, et constata tous les signes de la résolution. Ce que l’instrument sans pareil de lord Rosse avait permis d’apercevoir fut confirmé par M. Bond : non-seulement il distingua les étoiles de la partie qu’on nomme le trapèze, mais il vit toute la nébulosité voisine du trapèze se décomposer en un amas stellaire.
L’admirable télescope de Cambridge fut ensuite appliqué à l’étude détaillée de la planète Saturne : M. Bond recueillit sur ce singulier corps céleste des observations d’une importance capitale, qui sont réunies dans un volume des annales de l’observatoire astronomique de Harvard College. On sait que l’anneau de Saturne fut aperçu pour la première fois par Galilée : si les anciens en avaient connu l’existence, on peut présumer que ce phénomène sans pareil eût exercé vivement leur imagination et fourni de gracieux symboles à leur mythologie. Galilée n’aperçut pas l’anneau avec netteté, il ne vit que les extrémités de ce qu’on appelle les deux anses, et les prit pour deux petites étoiles voisines de la planète. « Ce sont, écrivait-il dans son langage coloré, deux serviteurs qui aident le vieux Saturne à faire son chemin et restent toujours à ses côtés. » Depuis ce moment, Saturne n’a pas cessé de mettre à la torture l’esprit des astronomes. Galilée lui-même, voyant disparaître les deux anses, sans doute à cause du mouvement de l’anneau qui se dérobait graduellement en présentant une section de plus en plus mince, cessa par dépit de s’en occuper. Le même phénomène révéla au contraire à Huyghens, en 1659, le secret de Saturne. Huyghens comprit qu’on ne pouvait s’expliquer la disparition des anses qu’en supposant Saturne enveloppé d’un anneau lumineux, sorte d’équateur extérieur qui se présente à l’observateur terrestre comme une ellipse très aplatie, en lui offrant tantôt un côté de sa surface, tantôt l’autre côté. Peu à peu on pénétra dans les détails de ce qu’on pourrait appeler le monde saturnien, comme on a souvent dit, en parlant de Jupiter et de ses satellites, mundus Jovialis. Un prêtre d’Avignon, Gallet, découvrit en 1684 que Saturne n’est pas placé exactement au centre de l’anneau, mais que celui-ci est légèrement excentrique. L’anneau que Huyghens croyait simple se dédoubla devant Dominique Cassini en 1675, et plus tard William Herschel décrivit avec soin les deux anneaux, librement suspendus et séparés par un espace obscur. Nous en connaissons aujourd’hui parfaitement les dimensions : la distance de la planète à l’anneau lumineux intérieur est de 9,304 lieues ; les deux anneaux forment une espèce de ceinture double lumineuse qui n’a que 100 lieues environ d’épaisseur, bien que la largeur totale atteigne jusqu’à 11,918 lieues. Le 11 novembre 1850, M. George Bond, le fils et le collaborateur de M. William Bond, découvrit entre l’anneau intérieur et le corps de la planète un troisième anneau beaucoup plus sombre que les deux autres et pareil à une espèce de voile lumineux. Une ligne noire sépare cette bande sombre du deuxième anneau. Plusieurs observateurs ont aperçu des lignes noires et des divisions sur les anses des anneaux lumineux : les nombreux dessins qui accompagnent le beau mémoire de M. G. Bond en montrent fréquemment ; ainsi nous y voyons parfois jusqu’à trois lignes noires bien définies sur l’anneau lumineux extérieur, et souvent on voit un très grand nombre de subdivisions très rapprochées marquées sur la partie intérieure du deuxième anneau lumineux.
De quelle façon peut-on concevoir que cette grande ceinture isolée, suspendue autour de Saturne, puisse se tenir en équilibre ? Pour faire comprendre les difficultés qui enveloppent cette question, je ne puis mieux faire que d’emprunter à l’un des maîtres de l’astronomie moderne le passage suivant : « Pourquoi une clé de voûte, dit M. Arago, n’obéit-elle point à l’action de la pesanteur terrestre qui la sollicite à tomber ? C’est que, par sa forme, elle ne pourrait se détacher de la voûte qu’en écartant les deux voussoirs voisins avec lesquels elle est en contact. Sa tendance à tomber vers le centre de la terre se transforme donc en deux pressions exercées à droite et à gauche sur les deux voussoirs voisins ; mais sur une voûte qui ferait, à une certaine hauteur, le tour entier de la terre, chaque voussoir pouvant être considéré comme clé de voûte, l’ensemble de l’édifice resterait donc intact, toutes les pressions dont nous avons parlé s’équilibrant entre elles réciproquement. Ainsi l’existence momentanée d’une voûte formant une couronne équatoriale autour de la terre, et sans appui ou pied-droit, n’aurait rien qui ne fût conforme aux principes élémentaires de la mécanique. Il faut seulement remarquer que si l’on voulait que cette voûte restât en équilibre, il faudrait que toutes ses parties fussent également attirées par la terre, ce qui constituerait évidemment un état d’équilibre instable, lequel pourrait être dérangé par mille circonstances, par le passage accidentel d’une comète, ou même par l’action régulière de la lune. Ces causes perturbatrices précipiteraient ce pont sur la terre. Ces raisonnemens hypothétiques peuvent être appliqués, en point de fait, à l’anneau qui existe autour de Saturne. » Laplace, en examinant à quelles conditions cet anneau pouvait rester en équilibre stable, a montré qu’il fallait le douer d’un mouvement de rotation assez accéléré pour que la force centrifuge pût contre-balancer dans les diverses parties de l’anneau les effets de l’attraction exercée par le globe saturnien. Il a prouvé, en appliquant à ce difficile sujet la rare pénétration dont il était doué, qu’on peut très bien rendre compte ainsi des légères Inégalités de forme de l’anneau saturnien, inégalités qui se révèlent par certains phénomènes lumineux qui deviennent surtout sensibles quand l’anneau est aperçu sur sa tranche. « Ces inégalités, écrivait-il à ce sujet, sont indiquées par les apparitions et les disparitions de l’anneau de Saturne, dans lesquelles les deux bras de l’anneau ont présenté des phénomènes différens. » Il considère les anneaux dont Saturne est environné comme des solides irrégulièrement circulaires qui peuvent être regardés comme autant de satellites annulaires se mouvant autour de la planète à des distances et avec des vitesses inégales. Cette ingénieuse hypothèse s’accorderait bien avec les observations qui nous montrent des lignes noires divisant les anses des deux anneaux lumineux, si ces lignes avaient un caractère de permanence semblable à celle de la bande noire que Herschel aperçut le premier dans la ceinture lumineuse de Saturne ; mais il ne paraît pas en être ainsi, et l’on ne peut en réalité considérer l’anneau comme composé d’une succession de ceintures séparées les unes des autres. D’ailleurs une rangée d’anneaux concentriques se trouverait dans un équilibre bien précaire à cause des attractions mutuelles de ces anneaux.
On écarte une grande partie des difficultés que nous venons de signaler en admettant, contrairement à Laplace, comme l’a fait M. G. Bond, que l’anneau de Saturne est fluide, ou du moins n’a qu’une cohérence extrêmement faible. « En effet, écrit M. G. Bond, s’il n’y a pas une cohérence considérable entre les particules, les bords extérieurs et intérieurs de l’anneau n’ont plus nécessairement la même vitesse de rotation. On peut supposer qu’il y ait un flux continuel des particules intérieures vers l’extérieur, de telle façon que la force centrifuge s’équilibre partout avec les autres forces. Si, à son état normal, l’anneau n’a qu’une division, comme on le voit communément, il peut arriver que, dans des circonstances particulières, la préservation de l’équilibre exige une séparation dans certaines régions soit de l’anneau intérieur, soit de l’anneau extérieur. Que ces séparations demeurent visibles pendant quelque temps et disparaissent ensuite, même quand on observe avec les meilleurs télescopes, c’est une circonstance qu’on peut expliquer en supposant que les causes perturbatrices ont cessé leur action, et que les parties un moment séparées se sont de nouveau rejointes. »
Le professeur Pierce, de l’université de Cambridge, a poussé plus loin encore l’analyse des conditions d’équilibre de l’anneau saturnien : il a montré que la conservation de l’anneau est intimement liée à l’existence des satellites qui circulent autour de Saturne, et que sans eux il se briserait et tomberait sur la planète. Le nombre de ces lunes ou satellites s’élève aujourd’hui jusqu’à huit. L’un de ces satellites, Hypérion, a été découvert en même temps, au mois de septembre 1848, par M. Bond à Cambridge, et par M. Lassell à Liverpool. Les huit lunes ne sont pas une des moindres merveilles du monde saturnien. Quelques-unes opèrent leur révolution autour de la planète avec une extrême vitesse : Mimas, la plus rapprochée, n’emploie que vingt-deux heures et demie pour faire un tour entier. Qu’on imagine notre lune passant par toutes ses phases dans l’espace d’un seul jour !
L’étude de notre système planétaire, qu’on pourrait croire complète, s’enrichit encore sans cesse. Les observations de MM. Bond sur Saturne tiennent une place très honorable parmi les travaux destinés à nous faire connaître en détail le système des corps célestes dans lequel notre terre a sa place ; mais l’addition la plus importante faite, à notre époque, à ce système a été, comme on le sait, la découverte de la planète Neptune, due à M. Leverrier ; si grande est la perfection des instrumens modernes, qu’on a déjà réussi à découvrir les satellites de cette planète lointaine, qui met plus de cent soixante quatre ans à tourner autour du soleil. M. Lassell, de Liverpool, reconnut le premier en 1847, au mois d’août, un satellite de Neptune, et cette découverte fut confirmée à la fois, au mois de septembre de la même année, et par M. Struve, le directeur de l’observatoire de Poulkova, et par M. Bond à Cambridge.
J’arrive maintenant à un nouvel ordre de travaux. Un dès objets qui attira le plus vivement l’attention de l’astronome américain fut l’emploi de l’électricité pour enregistrer les observations astronomiques. On sait qu’un des élémens de la position respective des astres s’évalue en notant les heures exactes auxquelles ils viennent successivement passer dans le plan méridien, c’est-à-dire dans le plan qui de l’observateur s’étend jusqu’à l’axe immobile autour duquel nous voyons les corps célestes accomplir leur révolution en vingt-quatre heures. Quand une étoile vient passer au centre de la lunette avec laquelle on l’observe, on note l’instant fugitif de son passage. Pour cela, on peut employer diverses méthodes. Voici en quoi consiste la plus ordinaire : pendant que l’astronome a l’œil à la lunette, un aide observe le chronomètre ; au moment précis où le premier voit l’étoile devant le fil[2], il articule un son, et le second note aussitôt le temps. Il y a un léger intervalle inévitable entre les impressions des deux observateurs, et l’on peut d’autant moins en tenir compte qu’il est évidemment variable, non-seulement entre des personnes différentes, mais encore avec les mêmes personnes, à des momens divers. Les perceptions ne sont pas toujours également rapides ; la voix et le regard ne suivent l’impulsion de la volonté qu’avec une complaisance incertaine et très changeante.
L’observateur peut aussi compter lui-même les battemens du pendule et estimer la fraction de seconde écoulée au moment précis du passage, ou bien la distance de l’astre au point de croisement des fils d’abord d’un côté, puis de l’autre quand deux battemens successifs se, font entendre ; mais ces résultats varient de même toujours d’un observateur à l’autre. À Cambridge, on a employé longtemps un chronomètre à demi-seconde, mis préalablement d’accord avec le pendule astronomique. On n’avait ainsi à estimer qu’une fraction de demi-seconde ; mais l’observation était entachée ordinairement d’une erreur qui tenait à la différence de marche du chronomètre portatif et du pendule.
La méthode électro-magnétique laisse bien loin derrière elle en précision toutes celles qu’on vient d’énumérer, et les perfectionnerons qui en ont rendu l’emploi très facile sont dus presque entièrement à William Bond. Au moment où il aperçoit l’étoile, l’astronome, dans cette méthode, n’a qu’à presser légèrement un petit bouton, et une marque est instantanément laissée sur un papier qui se déroule avec une vitesse constante, et sur lequel se trouvent tracées d’avance des divisions correspondantes aux heures, aux minutes et aux secondes ; de cette façon, chaque astre au moment de son passage s’inscrit en quelque sorte mécaniquement à la place horaire qu’il occupe dans l’immense cadran des cieux, et l’on peut dresser des tableaux du ciel par zones, bien supérieurs à tous les anciens catalogues.
Très préoccupé de faire profiter l’astronomie des progrès récens de la physique, William Bond avait aussi organisé un système d’observations télégraphiques pour déterminer avec exactitude la longitude des divers points de l’Amérique. Il avait prêté beaucoup d’attention aux applications de la photographie à l’astronomie. M. George Bond, son fils, continue à s’en occuper activement, et il a pu appliquer avec succès les procédés photographiques à l’étude des phénomènes astronomiques les plus délicats, notamment à l’observation des mouvemens des étoiles doubles.
Après une carrière si dignement remplie, M. William Bond est mort au commencement de l’année 1859. Son fils, qui si longtemps fut son fidèle collaborateur, est son successeur naturel, et son nom est un sûr garant que l’activité des travaux astronomiques ne se ralentira pas à Cambridge. Le dernier mémoire publié par M. George Bond est des plus remarquables ; il est relatif à la comète de Donati, qui à la fin de l’année dernière a fait son apparition dans le ciel au milieu de la curiosité universelle. Les observations recueillies par M. G. Bond en Amérique viennent à propos s’ajouter à celles qui ont été rassemblées en Europe sur cette magnifique comète, et peuvent fournir un nouvel aliment aux discussions pleines d’intérêt qu’ont soulevées dans nos académies les corps errans, qui diffèrent par tant de caractères des corps planétaires dont se compose le cortège du soleil.
Le 2 juin 1858, l’astronome italien Donati découvrit le premier la comète qui, suivant l’usage, a gardé son nom : elle se montra à lui comme une très petite nébulosité faiblement éclairée. Peu à peu la comète présenta une condensation de lumière sensible, et on vit par degrés se définir le noyau. Ce centre de condensation ou point brillant manque quelquefois dans les comètes ; pourtant les télescopes puissans réussissent presque toujours à le découvrir. Dans la comète de Donati, le noyau atteignit rapidement un éclat extraordinaire, et sous ce rapport cette comète ne sera sans doute de longtemps surpassée par aucune autre. Autour du noyau d’une comète s’étend une nébulosité que les anciens nommaient la chevelure, et qui va se fondre dans la traînée lumineuse de la queue. La chevelure est en quelque sorte l’atmosphère cométaire du noyau : les dimensions en varient pendant le mouvement du corps errant, et surtout pendant la période où il se rapproche le plus du soleil ; elle est le siège des phénomènes les plus étranges et les moins expliqués. Le plus remarquable est la formation d’enveloppes distinctes qui se montrent autour du noyau central, et qui, prenant leur origine à la surface du noyau, s’en détachent, s’en éloignent de plus en plus, pour être suivies par de nouvelles enveloppes semblables. Qu’on imagine un œuf d’où sortiraient constamment des coques nouvelles, capables de se gonfler, de s’agrandir, et l’on aura quelque idée d’un semblable phénomène : on peut aussi le comparer, pour s’en rendre bien compte, aux ondes circulaires qui se forment dans une eau primitivement tranquille autour d’un point où on laisse tomber une pierre. Quelquefois l’on voit des effluves ou aigrettes de matière nébuleuse brillante partir du noyau, et venir se joindre aux enveloppes en divisant ainsi les espaces annulaires alternativement plus brillans et plus obscurs en compartimens réguliers. Il n’y a plus alors seulement un détachement général de la matière cométaire, qui quitte le noyau central, comme les brouillards, après avoir longtemps rampé dans nos vallées et sur le flanc de nos montagnes, s’élèvent graduellement pour former des nuages ; mais il s’opère une sorte d’éruption locale, qui a peut-être une analogie très lointaine avec les éruptions de nos volcans et lance à une grande distance d’immenses volumes de la substance cométaire. Les effluves et les enveloppes lumineuses naissent toujours sur la face du noyau qui se présente au soleil, et du côté opposé à la queue. La matière des enveloppes nébuleuses ne s’éloigne pas d’ailleurs indéfiniment du noyau ; mais, repoussée en quelque sorte par le soleil, elle va se perdre dans la queue, qui s’agrandit ainsi continuellement à mesure que le noyau diminue.
Comparons encore un instant, comme tout à l’heure, les enveloppes concentriques dont le noyau est entouré à une série d’ondes qui se propagent dans une eau dormante, à partir d’un point d’agitation central ; dès que des ondes semblables viennent toucher au rivage, on sait qu’elles se réfléchissent, et que, revenant sur elles-mêmes, elles continuent à se mouvoir en de nouveaux sens, dans des directions et avec des formes qui dépendent de la configuration même de l’obstacle contre lequel elles sont venues se briser. Les enveloppes cométaires viennent aussi s’arrêter en quelque sorte contre un obstacle invisible ; sous l’influence d’une force inconnue, qui sans doute a son origine dans le soleil, elles sont défléchies du côté opposé à l’astre central ; à mesure qu’elles sont ainsi déformées, elles s’étendent de plus en plus, et vont se perdre dans la queue. Cet appendice singulier des comètes a été lui-même l’objet de nombreux commentaires : on s’est souvent demandé s’il était plein ou creux, s’il était formé d’une substance assez atténuée pour qu’à travers les immenses espaces qu’il embrasse nous puissions cependant apercevoir des étoiles de faible grandeur, ou si ce phénomène de transparence devait trouver son explication la plus naturelle dans l’hypothèse que la matière cométaire ne formerait qu’une sorte d’immense cornet. Ce qui donne quelque valeur à cette dernière opinion, c’est que les queues, arrivées à un très grand développement, ne sont pas également lumineuses sur toute leur étendue ; les deux bords y sont plus brillans que la partie médiane, qui quelquefois est tout à fait obscure. Ce phénomène peut s’expliquer si l’on ne voit dans la queue de l’astre qu’un cône d’une certaine épaisseur, car l’on conçoit bien que dans ce cas les rayons lumineux, en traversant la région qui à nos yeux forme les bords, rencontrent plus de particules cométaires que ceux qui percent la queue de part en part dans la région médiane, de la même façon que, dans notre atmosphère terrestre, un faisceau lumineux venant de l’horizon rencontre plus de molécules aériennes que celui qui descend du zénith.
Il a fallu rappeler toutes ces notions générales pour faciliter l’intelligence des observations curieuses présentées par M. Bond sur la comète de Donati ; on va voir de quelle façon elles corroborent ou contrarient les idées théoriques qui généralement sont acceptées dans le monde savant relativement aux phénomènes cométaires. « La grande comète de Donati, écrit M. G. Bond, tient le premier rang parmi toutes les autres par les changemens multipliés et infiniment curieux qui s’y sont produits, et principalement par les exemples complets qu’elle a fournis relativement à l’origine, à la construction et à la dispersion finale d’une succession d’enveloppes. Ces phénomènes se lient intimement au mode de formation de la queue, alimentée par la substance qui est en contact immédiat avec le noyau. L’astronome voit de nuit en nuit l’œuvre d’évolution s’accomplir avec une étonnante rapidité, et il surprend des résultats qui contredisent en apparence les lois les mieux établies de la matière, les lois de la gravitation et de l’inertie. » « Il est bien établi, ajoute-t-il un peu plus loin, du moins en tant que nos moyens actuels d’observation nous permettent d’en juger, que les noyaux seuls des comètes se meuvent en obéissant à la force attractive du soleil et des planètes. Cette propriété, qui a été reconnue constamment et uniformément, n’est pas la moins singulière particularité de la constitution cométaire. D’immenses volumes de matière, provenant apparemment de la substance même du noyau, vont composer la nébulosité enveloppante et la queue ; mais dès le moment où ils ont quitté le corps central, le mouvement en devient parfaitement inexplicable, à moins qu’on ne suppose qu’ils sont sous l’influence de lois et de forces qui modifient grandement les effets de la gravitation. »
L’observation des enveloppes lumineuses séparées qui environnent le noyau des comètes a été faite dès 1811 par Olbers et Herschel le père. Dans la comète de Donati, ce phénomène s’est reproduit sur une remarquable échelle, bien que la nébulosité du noyau fût beaucoup moins étendue que celle de la comète de 1811, et que par conséquent la région où s’engendre les enveloppes fût beaucoup plus restreinte. M. Chacornac, attaché à l’Observatoire de Paris, y observa la comète avec la grande lunette équatoriale de MM. Secrétan et Eichens, et décrivit ces enveloppes avec beaucoup de précision ; il en vit se développer successivement jusqu’à huit. Les descriptions de M. Bond sur le même sujet présentent le plus vif intérêt. « Le soir du 20 septembre 1858, la queue se bifurqua nettement à partir de son origine, et montra deux faisceaux inégaux formant les deux côtés et divisés par un espace noir derrière le noyau… Entre le noyau et le soleil s’interposa une figure obscure en forme de croissant, où la lumière était inégalement distribuée et avait une apparence étrangement confuse et chaotique. » La formation du croissant obscur était comme le signal de la séparation d’une enveloppe qui, en se détachant du noyau lumineux, laissait entre elle et lui un espace plus foncé. Le 23 septembre, voici quels changemens s’étaient opérés : « Le noyau a diminué de grandeur et n’a plus que 1,300 milles de diamètre. La lumière en est extrêmement intense. Autour du noyau est une enveloppe brillante, à 6,400 milles de distance, limitée par une bande noire. La limite d’une seconde et moins brillante enveloppe s’éloigne à 12,800 milles du noyau, et se termine par une arche foncée semblable, au dehors de laquelle est une atmosphère de nébulosité faible et diffuse, qui va en se fondant rapidement. Les contours de toutes ces enveloppes peuvent être suivis sur un arc de 220 degrés ou davantage, mais s’étendent beaucoup plus loin du côté brillant de la queue… Le 25, le noyau se présenta sous un nouvel aspect, et dans la période qui précède le dégagement d’une nouvelle enveloppe. Ceci est peut-être le premier cas où l’on a vu une enveloppe en embryon à la surface du noyau, où l’on a pu en suivre les diverses phases de développement. L’histoire d’une telle enveloppe a une valeur particulière, parce qu’elle nous ouvre un jour sur les mystérieuses actions par lesquelles la queue émane du noyau, sous l’influence stimulante de la chaleur et de la lumière solaire, ou peut-être de quelque émanation inconnue provenant de la même source. Voici quelles étaient les gradations lumineuses reconnaissables aux environs du noyau : l’axe de la queue était formé par une ligne étroite, bien dessinée, noire, allant jusqu’au corps central lui-même. Puis dans l’ordre de rapprochement du soleil venait le noyau, à la veille, pourrions-nous dire, d’une éruption. Dans les conditions d’observation les plus avantageuses, on voyait deux petits jets de matière lumineuse en sortir de chaque côté, sans doute pour fournir de la substance à la queue, en train de s’étendre très rapidement. En dehors du noyau et de la nébulosité qui en apparence y était attachée, était un espace comparativement obscur, auquel succédaient deux enveloppes brillantes avec des bandes noires intermédiaires, et enfin à l’extrémité s’étendait un voile fin de matière diffuse qui atteignait une distance de 70,000 milles. En comptant l’axe noir et le fond noir du ciel, nous apercevions neuf changemens de lumière et d’ombre d’intensité différente. » L’observateur nous fait assister ici en quelque sorte à la génération des enveloppes ; nous les voyons s’éloigner les unes après les autres du noyau, comme feraient de grands nuages détachés de la surface de nos mers, qui s’élèveraient par couches étagées dans l’atmosphère terrestre : les jets latéraux de lumière ou aigrettes brillantes nous donnent des preuves d’émission ou d’éruption de matière cométaire plus locale. Ces descriptions ont un très grand mérite de précision, mais M. Bond les a pourtant, et avec grande raison, accompagnées d’excellens dessins. Ces images sont extrêmement précieuses et sont les meilleurs documens que l’astronomie puisse réunir pour l’histoire de ces astres errans, dont la connaissance est encore si imparfaite.
On s’est aussi occupé assidûment en Europe de recueillir des dessins de la comète de Donati ; M. Bulard notamment en a présenté de très remarquables à l’Académie des Sciences. En offrant une série de ces dessins, il faisait l’observation suivante : « Un phénomène bien digne d’attention, c’est l’espèce de phase[3] que le noyau a présentée à l’époque même où la partie médiane de la queue commençait à s’obscurcir. On sait que le noyau d’une comète n’est pas un corps solide comme la lune ou les planètes, qui offrent des phases lorsqu’elles présentent obliquement à l’observateur leur face illuminée par le soleil. La phase que j’ai constatée sur la comète de Donati ne saurait donc s’expliquer par de simples relations de position. »
La question qui vient d’être abordée a une grande importance, car elle se rattache à l’état physique du noyau des comètes. Ces centres de condensation sont lumineux ; mais le sont-ils par eux-mêmes ou ne le paraissent-ils, comme la lune et les planètes, que par la réflexion de la lumière solaire ? Si les noyaux étaient opaques et empruntaient leur éclat éphémère à l’astre central, ils devraient présenter du côté où ils n’en reçoivent pas les rayons une ombre qui, aperçue par un observateur terrestre, dessinerait un croissant obscur sur le côté opposé au soleil. L’épaisseur relative du croissant obscur devrait d’ailleurs se modifier légèrement à mesure que les positions relatives de la lune et de la comète changeraient par rapport au soleil, de même que nous voyons notre satellite entrer dans ses diverses phases pendant qu’il opère sa révolution mensuelle. Mercure, Vénus et Mars nous offrent aussi des phases : on a cru à plusieurs reprises en reconnaître sur des noyaux de comètes. M. Cacciatore à Palerme a donné les dessins de prétendues phases de la comète de 1819 ; mais Arago, en discutant ses observations, a montré que la forme des ombres indiquées par Cacciatore ne peut guère être mise en harmonie avec la marche même de la comète, et il était disposé à ne voir dans ces taches noires que des irrégularités accidentelles. Arago parvint plus tard à démontrer, par des observations plus décisives, mais d’une nature toute différente, que la lumière des comètes est, au moins en partie, empruntée : il montra en effet que cette lumière jouit des propriétés qui caractérisent la lumière réfléchie et polarisée, comme disent les physiciens, par l’acte de la réflexion ; mais cette curieuse découverte n’a enlevé aucune importance aux observations faites en vue de reconnaître dans les comètes l’existence de phases véritables. M. Bond en mentionne quelques-unes ; il écrivait, dans son observation du 30 septembre 1858 : « Le noyau est tronqué et en forme de demi-lune. L’axe foncé, qui à l’origine est presque noir et a même largeur que le noyau, complète l’analogie avec une phase et une ombre. Il y a des objections à cette explication, quoiqu’au premier abord elle soit très plausible. Chaque nouvelle enveloppe, à mesure qu’elle émerge du noyau, a une forme de croissant qui rappelle le phénomène des phases, bien qu’elle soit certainement partout traversée par la lumière solaire ; une très petite enveloppe, qui resterait encore adhérente au noyau, pourrait ainsi expliquer la forme particulière de ce dernier. L’axe noir tient une trop grande place dans la queue pour qu’on puisse admettre avec quelque probabilité qu’il est causé par l’interposition sur le trajet de la lumière d’un corps aussi petit que le noyau. Il est d’ailleurs courbé, ce qui ne pourrait se produire d’une manière sensible dans une ombre. Peut-être deux phénomènes sont ici superposés : une comparative diminution de nébulosité dans les parties centrales de la queue et une ombre véritable, perceptible seulement à une petite distance, près de la tête de la comète, où en tout cas il faut admettre une concentration de matière nébuleuse suffisante pour qu’une ombre puisse y marquer son contour, si réellement elle existe. » La question des phases cométaires est donc entourée encore d’une grande obscurité, et il faut attendre de nouvelles observations pour décider de la nature physique des noyaux de condensation.
La comète de Donati a présenté un autre phénomène extrêmement curieux, et qui paraît avoir échappé tout à fait aux astronomes européens : c’est la formation de queues supplémentaires. Aux États-Unis au contraire, ce phénomène a été observé non-seulement à Cambridge, mais encore à Albany, dans l’état de New-York, où se trouve l’un des observatoires américains. Parmi les excellentes observations de M. Bond, voici celles qui se rapportent à ce curieux mode de subdivision des queues dans les comètes : « Le 27 septembre, on vit un appendice nouveau sous forme d’un long et étroit rayon partant du côté convexe de la queue ; cet appendice ne suivait point la courbure de la queue proprement dite, mais se projetait presque en ligne droite du côté opposé au soleil. Cette apparence, coïncidant avec le détachement d’une nouvelle enveloppe, suggère l’idée que ces deux phénomènes sont de façon ou d’autre en connexion mutuelle… En supposant que la matière qui forme cet appendice se soit échappée dans sa nouvelle direction le 25 du mois, sa vitesse doit avoir atteint huit ou dix millions de milles par jour. D’autres comètes ont montré des rayons semblables. Celle de 1843 en a lancé à une distance beaucoup plus grande. Celle qui apparut en 1744 en avait, dit-on, jusqu’à six, disposés comme un éventail. » On aperçut encore le long rayon étroit et en ligne droite le 2 octobre ; deux jours après, au lieu d’un, on en voyait deux, qui avaient chacun plus de cinquante millions de milles de longueur et n’étaient que très faiblement courbés. Le 6 du même mois, « l’un des rayons supplémentaires atteignait encore cette distance et dépassait un peu la queue principale, toujours dans la direction du soleil. D’autres rayons moins parfaitement développés pouvaient être discernés près d’un point où la courbure de la queue principale changeait assez sensiblement. Le 8 octobre, cinq ou six bandes transversales pouvaient être distinguées dans la queue ; elles avaient un demi-degré de largeur, des contours nets et bien définis, et ressemblaient parfaitement aux rayons des aurores boréales, sauf l’immobilité, c’est-à-dire l’absence de mouvement sensible à l’œil ; elles divergeaient d’un point placé entre le soleil et le noyau… La queue atteignit ses plus grandes dimensions apparentes le 10, et remplissait un arc de 60 degrés, correspondant à cinquante et un millions de milles, ou un peu plus de la moitié de la distance du globe terrestre au soleil. À la distance de 20 ou 30 degrés du noyau, la distribution de la lumière de la queue en bandes parallèles ou légèrement divergentes, alternant avec des espaces foncés, était très fortement marquée. Ces bandes avaient 5 degrés de large, 20 ou 30 minutes d’épaisseur, et pouvaient avec vérité se comparer ou bien aux rayons qui interrompent souvent la continuité de l’arche d’une aurore boréale, ou à une collection de cinq ou six queues de petites comètes, débris d’une comète plus grande. Quelle qu’en ait été la vraie nature, l’impression faite sur les yeux suggérait cette comparaison. Ces bandes furent visibles pendant deux soirées, mais elles disparurent bientôt à cause de la lumière lunaire. » Il est peu d’observations plus curieuses à citer parmi celles dont les phénomènes célestes ont été récemment l’objet. Pour faire bien comprendre la dernière de ces observations à ceux qui n’ont point vu les dessins de M. Bond, je comparerais volontiers, comme on l’a fait quelquefois, la comète à un grand sabre turc ; on verrait alors sur la partie la plus recourbée et la plus large de la lame une série de lignes pareilles à des damasquinures très régulières. Une des pensées que suggère l’aspect de ces bandes alternativement foncées et brillantes dans la queue, c’est qu’un tel phénomène n’est pas facilement compatible avec une hypothèse dont j’ai déjà dit un mot, et qui est généralement admise. Si cette hypothèse était fondée, les queues des comètes ne seraient que d’immenses cornets creux. L’examen de ces bandes, dont la direction n’est point la même que celle de la queue, autorise, à croire que ces grandes traînées de matière cométaire ne participent qu’à demi au mouvement général de translation qui entraîne la comète, et peut-être finissent-elles par s’en détacher entièrement pour flotter au hasard dans les espaces interplanétaires. Si les queues laissaient ainsi derrière elles une partie de la matière qui les compose, la masse des comètes devrait sans cesse aller en diminuant. Je mentionne en passant ces conjectures, parce qu’on a quelquefois voulu voir dans les corps qui s’enflamment en tombant dans notre atmosphère des débris ou résidus de comète. Il faut toujours accueillir avec faveur les conceptions qui tendent à unir par des liens nouveaux les phénomènes variés dont l’univers est le théâtre ; mais la critique, tout en les enregistrant avec soin, ne doit point en dissimuler la valeur précaire tant qu’elles ne s’appuient point sur des preuves positives.
M. Bond, en fournissant au monde savant ces belles observations sur la comète de Donati, n’a pas cherché à formuler une théorie nouvelle et à embrasser tant de singulières apparences dans une explication synthétique. On peut donc encore répéter aujourd’hui ce qu’écrivait sir John Herschel dans son Astronomie : « C’est surtout au point de vue physique que les comètes stimulent le plus vivement notre curiosité. Il y a, sans aucun doute, dans les phénomènes de la formation de leurs queues, quelque profond secret, quelque mystère de la nature. Peut-être est-il permis d’espérer que. l’observation future, aidée de toutes les ressources des spéculations rationnelles et des progrès des sciences physiques (de celles surtout qui traitent des impondérables), ne tardera pas à nous mettre en état de pénétrer ce mystère, et de décider si c’est réellement de la matière, dans le sens ordinaire du mot, qui est ainsi projetée des têtes des comètes avec une vélocité si extravagante, et qui, si elle n’est pas ainsi lancée, est au moins dirigée par le soleil comme d’un point de départ pour les forces qui sont mises en jeu. La question de la matérialité de ces queues se pose surtout fortement devant notre esprit, quand nous considérons le fait de l’aire énorme qu’elles décrivent autour du soleil, au périhélie[4], comme une barre rigide, en dépit des lois de la gravitation, et pour tout dire, en dépit des lois universellement reçues de la mécanique, s’étendant, comme en 1680 et 1843, depuis les régions les plus voisines du soleil jusqu’à l’orbite de la terre, et décrivant ainsi sans se rompre, en moins de deux heures, un angle de 180 degrés. Il semble impossible d’imaginer que ce soit un seul et même objet matériel qui puisse être ainsi brandi dans l’espace. S’il était permis de penser à quelque chose de semblable à une ombre négative, à quelque impression momentanée faite sur l’éther lumineux derrière la comète, une telle conception satisferait assez bien à l’impression que ces phénomènes produisent irrésistiblement sur notre esprit ; mais cette modification de l’éther, si extraordinaire qu’on veuille l’imaginer, ne rendra jamais compte des innombrables détails de toute nature qui, dans la marche, des comètes, viennent tous se heurter irrésistiblement aux notions fondamentales de la mécanique. »
Les difficultés dont la théorie des comètes est entourée apparurent bien clairement dans la discussion qui s’éleva sur ce point, l’an dernier, à l’Académie des Sciences de Paris, entre M. Leverrier et M. Faye. Ce dernier présenta d’ingénieuses considérations sur les phénomènes cométaires. Le point de départ de cet intéressant débat était une communication du célèbre astronome de Berlin, M. Encke, relativement à la comète, à très courte période, qui porte son nom, et qu’on appelle aussi souvent la comète des douze cents jours, parce qu’elle met ce temps à tourner autour du soleil. Dès 1819, le savant astronome avait constaté que la période diminue d’année en année, et avait expliqué cette accélération par l’hypothèse d’un fluide ou milieu résistant répandu dans les espaces interplanétaires. Le temps de la révolution depuis la fin du siècle dernier jusqu’à l’époque actuelle a subi une diminution qui n’est pas de moins de deux jours. Cette découverte, de l’accélération d’une comète a été par M. Faye appelée à bon droit une des plus belles de ce siècle. Essaierai-je d’expliquer pourquoi la révolution complète d’un astre autour du soleil devrait s’opérer de plus en plus vite, si l’astre, au lieu de flotter dans un vide absolu, avait, comme un vaisseau qui fend les ondes, à vaincre une résistance ? Un obstacle permanent tendant sans cesse à diminuer la vitesse, l’attraction du soleil central aurait un effet de plus en plus prépondérant, puisqu’elle est la seule force qui, en se combinant avec la vitesse acquise, maintient les corps célestes dans les orbites qu’ils parcourent. Que ceux-ci rencontrent dans l’espace une continuelle résistance, et leur marche subira la même altération qu’elle éprouverait si, le vide interplanétaire étant parfait, la force attractive de l’astre central allait en grandissant de plus en plus. Mais qui ne sent instinctivement, sans qu’il soit besoin de le démontrer, que, dans ce cas, tous les corps qui forment le cortège du soleil se mettraient à opérer autour de lui des révolutions de plus en plus rapides ? Sur notre terre, les années, au lieu d’être d’une longueur invariable, se raccourciraient graduellement, et les saisons s’y succéderaient à de moindres intervalles.
Pour bien comprendre l’hypothèse de M. Encke, il faut savoir qu’il suppose que le fluide résistant est d’autant plus condensé qu’il est plus rapproché de l’astre central du système ou du soleil ; c’est pour cela que les effets d’accélération ne se constatent que sur les corps qui, comme la comète d’Encke, en sont bien rapprochés. M. Faye a contesté l’existence d’un tel milieu résistant, en employant, il est vrai, des argumens dont M. Leverrier, son contradicteur inattendu, n’a pas eu beaucoup de peine à démontrer l’insuffisance. En étudiant les phénomènes que présente la comète de Donati, en voyant la queue se développer avec une vitesse de huit lieues par seconde à contre-sens de la pesanteur, M. Faye a pensé que la radiation solaire pouvait elle-même exercer des effets de répulsion mécanique sur des matières d’une densité très atténuée ; il a présenté cette hypothèse nouvelle à la place de celle que M. Encke avait formulée. Toutes les apparences compliquées des comètes, la division des queues, les rayons supplémentaires, etc., s’expliquent, si l’on admet certaines relations entre la radiation solaire et les matières qui en subissent l’influence. Quel que soit le mérite d’une semblable hypothèse, dont le germe se trouve déjà dans les travaux de Kepler, de Gregory et de Laplace, la plupart des savans imiteront sans doute la réserve avec laquelle M. Encke a cru devoir l’accueillir. « Dans l’état actuel de nos connaissances, la discussion sur ce point, écrivait-il à l’Académie des Sciences, me paraît encore trop indéterminée, et, à ce que je crains, elle sera infructueuse. » Si sur ce point, comme sur tant d’autres, nous sommes encore réduits à confesser notre ignorance, ce n’est qu’un motif de plus pour accueillir avec empressement des travaux semblables à ceux de M. Bond, qui, par leur précision, leur netteté consciencieuse, sont si propres à fournir des bases sûres aux investigations de la science spéculative. Ce que nous pouvons pourtant, dès aujourd’hui, conclure avec certitude de l’ensemble des observations astronomiques, c’est que la gravitation universelle n’est qu’une des forces qui président dans l’univers aux mouvemens de ces corps, en nombre infini, qui le parcourent en tout sens. Des forces d’une autre nature s’y révèlent à nous. Nous savons déjà que le soleil est un immense aimant, qui règle les forces magnétiques des planètes et des satellites. Si la chaleur solaire n’exerce aucune action sensible sur les mouvemens de ces corps, en est-il de même pour les astres chevelus qui parcourent notre système sur des orbites très allongées, et viennent de temps à autre, en s’incendiant auprès du soleil, nous donner un spectacle qui de tout temps a fortement frappé l’imagination des peuples ? Singulière destinée que celle de ces corps errans qui tantôt viennent se dissoudre auprès de l’ardent foyer solaire, à des températures dont rien autour de nous ne peut nous donner une idée même approximative, tantôt vont perdre tout reste de chaleur dans les profondeurs glacées du vide interplanétaire ! La chaleur, le magnétisme, les mêmes forces que nous voyons agir sur la terre, règnent dans l’univers entier, et le domaine de l’astronomie, qui jadis ne semblait dépendre de celui de la physique ordinaire que par les phénomènes optiques, s’y rattache aujourd’hui par une foule d’autres points.
Dans l’énumération de tous les travaux que l’on doit, déjà aux astronomes de Cambridge, j’ai nécessairement laissé de côté tout ce qui n’est qu’observation ordinaire : je ne me suis arrêté qu’aux découvertes, aux perfectionnemens dans les méthodes, aux observations d’une importance capitale. Si l’on met cet ensemble de résultats, dont les uns enrichissent l’astronomie théorique, les autres l’astronomie pratique, en regard de ceux que nos observatoires européens les plus éminens ont fournis pendant la même période, on sera forcé d’avouer que l’observatoire de Cambridge n’a rien à perdre à cette comparaison. J’en ai dit assez pour montrer quelle place éminente les travaux de MM. Bond ont value à l’observatoire de l’université de Harvard. Après eux, les astronomes les plus connus aux États-Unis sont M. Mitchell, le directeur de l’observatoire de Cincinnati, et une femme dont le nom est presque identique, miss Michell, qui descend du célèbre Benjamin Franklin, et qui tout récemment installait à son petit observatoire de Nantucket un télescope que ses amis lui ont acheté par souscription. L’astronomie mathématique a pour principal représentant M. Pierce, professeur à Harvard, dont nous avons déjà eu l’occasion de parler à propos des observations de M. Bond sur l’anneau de Saturne. Ce professeur est aussi connu dans le monde savant par ses calculs relatifs à la planète découverte par M. Leverrier ; il vient de publier la première partie d’un très grand ouvrage intitulé Mécanique physique et céleste, qui doit être une véritable encyclopédie astronomique, et où malheureusement des idées théologiques d’un caractère discutable se mêlent trop souvent aux calculs et aux raisonnemens les plus rigoureux : confusion trop commune aux États-Unis, où l’esprit de secte est si ardent qu’il envahit jusqu’au domaine de la science, que notre prudence a placé en dehors des contestations des partis religieux.
Si les études astronomiques aux États-Unis ont pour centre principal Cambridge, la météorologie est surtout cultivée à l’observatoire national de Washington, qui se trouve placé sous la direction du célèbre lieutenant Maury[5]. Enfin les études géodésiques ont une connexion trop directe avec l’astronomie pour qu’il ne soit pas nécessaire de rappeler, en terminant cette étude, les grands travaux du corps hydrographique des États-Unis. Pour arriver à dresser une carte complète des côtes américaines, on a commencé par faire une triangulation primaire ; ce premier travail a nécessité la mesure de plusieurs bases, et cette opération délicate a été accomplie avec des instrumens d’une extrême perfection. Il a fallu ensuite multiplier les observations astronomiques et magnétiques pour déterminer avec une grande exactitude la longitude et la latitude des sommets des triangles primaires et y observer les variations des élémens magnétiques. Le réseau fondamental une fois déterminé, on commence une triangulation secondaire à plus petits compartimens, et l’on fait exactement le lever topographique des côtes. Enfin les observations hydrographiques proprement dites faites à la mer, dans les ports aux embouchures des rivières, complètent ce grand ensemble de travaux auxquels nous devons les premières cartes précises de la région littorale des États-Unis, et serviront de base à la géographie du continent entier.
Les côtes de l’Union, à cause de leur immense étendue, ont été divisées en sections (neuf sur l’Océan-Atlantique, deux sur l’Océan-Pacifique) ; les études se font simultanément et indépendamment dans chacune d’elles, et le raccordement fournit un contrôle définitif pour l’exactitude dès opérations. Les lignes télégraphiques sont fréquemment employées pour déterminer les différences de longitude, et ces observations sont devenues l’objet d’intéressantes études sur la vitesse des courans électriques. On s’est aussi occupé de déterminer avec une grande exactitude les différences de longitude par rapport à l’Angleterre ; et c’est M. William Bond qui a été chargé pendant longtemps de présider à un système régulier d’observations chronométriques faites à l’aide des steamers qui traversent régulièrement l’Atlantique entre les États-Unis et l’Angleterre. On conçoit sans peine de quelle importance est la détermination des longitudes relatives des observatoires situés dans des contrées différentes : les observations faites dans l’un de ces établissemens ne peuvent servir aux autres, si cette détermination n’est pas obtenue avec une exactitude parfaite. Dès que cet élément est fixé au contraire, Greenwich, Cambridge, Paris, ne sont plus en quelque sorte qu’un seul et même observatoire.
L’initiative du pouvoir fédéral d’une part, de l’autre celle des corporations académiques et des individus ont donc donné une impulsion marquée aux études astronomiques dans l’Union américaine. Les États-Unis ont ce grand avantage de pouvoir profiter de tout ce que la longue expérience des astronomes européens leur a enseigné ; on peut y créer de toutes pièces des observatoires parfaits, placés dans les meilleures conditions d’installation, en évitant des fautes qui ont créé beaucoup d’embarras dans quelques-uns des anciens observatoires de l’Europe. Dès le début, les astronomes y sont armés de ces merveilleux instrumens que fournit l’industrie moderne, et sans lesquels le progrès scientifique est devenu impossible. Que ne peut-on pas obtenir avec les lunettes équatoriales, les lunettes méridiennes, les cercles muraux, les chronomètres, sortis des ateliers des grands constructeurs français, anglais et allemands ! Les instrumens météorologiques ne leur cèdent pas en précision ; mais en Amérique comme en Europe, sans chercher à en déprécier l’importance, on ne peut s’empêcher de craindre par instans que les observations relatives à la météorologie ne prennent trop le pas sur les observations astronomiques mêmes. Cette tendance est d’autant plus à redouter aux États-Unis que les belles études du lieutenant Maury y ont mis la météorologie en très grand honneur, et que le public, qui dote les observatoires, est plus disposé à en attendre des travaux dont il peut apprécier le côté pratique que des observations dont la nature lui échappe, et qui doivent s’accumuler quelquefois pendant des siècles avant que l’analyse en fasse jaillir une découverte. Les astronomes de Cambridge n’ont jamais négligé l’astronomie pratique : ils ont rendu les plus grands services à l’expédition hydrographique des États-Unis, ils n’ont même pas dédaigné de régler les chronomètres des paquebots à vapeur ; mais l’astronomie théorique a toujours été leur étude principale, et quelques découvertes, quelques créations utiles, ont déjà signalé le mouvement scientifique dont ils ont été les initiateurs. C’est grâce à ces découvertes qu’on voit s’élever aujourd’hui l’un après l’autre des observatoires dans les différens états de l’Union.
Pour apprécier à leur juste valeur les travaux des astronomes de Cambridge, il faut d’ailleurs se rappeler que la science astronomique n’enregistre plus aussi souvent aujourd’hui de ces grandes découvertes dont le retentissement est général, et dont les auteurs sont portés, comme par un coup de fortune, au faîte de la gloire et de la popularité. Le temps est déjà bien loin où les savans, armés des premières lunettes d’approche, n’avaient en quelque sorte qu’à promener leurs regards dans le ciel inexploré pour y faire une riche moisson de découvertes, où le monde, agrandi pour l’homme, lui découvrait chaque jour quelque nouveau secret, où le génie de Kepler et de Newton s’élevait aux lois éternelles qui président aux mouvemens célestes et en assurent la perpétuité. Une heure vint pourtant où l’astronomie de précision constata des perturbations dans l’harmonie générale des cieux. En analysant avec une rigueur nouvelle la marche des corps emportés dans notre tourbillon solaire, on reconnut qu’ils s’écartent insensiblement des chemins que les lois de Kepler et de Newton leur avaient tracés. Les mondes semblaient menacés d’une ruine inévitable, quand, pénétrant le secret de ces perturbations par un effort de génie qui fera vivre son nom dans les siècles les plus reculés, Laplace montra que ces écarts, loin de compromettre la stabilité de l’univers, l’assurent à jamais, et ne sont en quelque sorte que les balancemens éternels des mondes autour de l’équilibre qu’ils poursuivent éternellement.
Ces grands principes une fois posés et confirmés par la découverte de la planète Neptune, on peut dire qu’il ne reste à faire dans notre système solaire que des découvertes de détail. Une petite planète appartenant au nombreux cortège de celles qui circulent entre Mars et Jupiter, un satellite attaché à l’une des grandes planètes, quelques particularités sur la constitution de ces corps, voilà tout ce que le travail le plus patient, la vigilance la plus attentive peuvent découvrir dans cette région du soleil, qui est en quelque sorte le domaine familier de l’astronomie, et nous avons vu que les découvertes faites dans le monde saturnien par MM. Bond tiennent une place éminente dans cet ordre de recherches. Les astres errans qui traversent notre système fournissent heureusement aux hommes de la science des sujets d’études nouvelles, et sur ce point les observations de M. G. Bond sont extrêmement précieuses. En étudiant ces corps singuliers, l’astronome s’engage sur le théâtre le plus inexploré des phénomènes cosmiques : il ne pèse plus seulement des masses, il ne mesure plus seulement des distances ; il assiste, si l’on me permet ce mot, à l’embryogénie de la matière, à ses métamorphoses les plus curieuses ; il la voit se condenser sous la forme d’un noyau plus ou moins opaque, ou se dilater avec une vélocité inouïe ; il réunit ainsi les documens qui doivent servir un jour de base à la cosmogonie scientifique.
Les services que les premiers astronomes américains ont rendus à la science ne sont pas, comme on le voit, sans importance. Nous applaudissons pour notre part d’autant plus vivement à leurs efforts, que l’on a souvent représenté la démocratie, et particulièrement la démocratie américaine, comme ennemie de l’intelligence, des lettres, des sciences, des beaux-arts. La plupart des grands noms qui illustrent et honorent l’esprit humain se présentent à nous, il est vrai, sous quelque grand patronage et dans le cortège d’un prince ; mais combien est-il de ces hommes privilégiés dont le génie indépendant n’a rien dû à personne ? L’estime et l’admiration d’une société libre sont des encouragemens aussi puissans pour le talent et le génie que des complimens tombés d’une bouche souveraine, et on pourrait difficilement trouver un pays où les réputations scientifiques et littéraires soient tenues en aussi grand honneur que dans la république américaine. À défaut d’une aristocratie de naissance, il se constitue forcément une aristocratie de l’esprit, d’autant plus puissante qu’elle est toute personnelle, d’autant plus respectée qu’elle ne prétend à d’autre privilège que celui de contribuer pour la part la plus large à améliorer la condition des hommes. Ce respect de la pensée, ces sympathies qui entourent aux États-Unis les savans, les poètes, les historiens, doivent rassurer ceux qui redoutent que l’activité inouïe de cette grande société démocratique et le déchaînement des intérêts matériels ne laissent place dans les âmes qu’à l’amour de la richesse, à la poursuite de plaisirs sans grâce et sans poésie, au goût de l’ostentation, au mépris du malheur et de la faiblesse. Si quelque chose peut prémunir les Américains contre ces ridicules et ces vices, c’est un salutaire respect pour les œuvres désintéressées de l’intelligence, c’est un continuel effort pour ennoblir et purifier par l’éducation les sentimens qui forment en quelque sorte l’atmosphère morale des nations.
AUGUSTE LAUGEL.
- ↑ Annals of the Observatory of Harvard College, Boston.
- ↑ On comprend que les lunettes astronomiques ayant un certain diamètre, la ligne idéale qui joint l’œil de l’observateur aux étoiles doive occuper une position invariable dans le tube de la lunette : c’est ce qu’on obtient en plaçant au foyer de la lunette des fils croisés d’une extrême finesse ; l’instant précis de l’observation est alors celui où l’étoile vient passer devant le point de croisement des fils.
- ↑ Quand un corps sphérique opaque reçoit sur une de ses faces la lumière solaire, l’autre moitié de ce corps reste dans l’ombre. De la terre, la partie éclairée nous apparaît sous la forme d’un croissant qui s’enfle ou diminue graduellement pendant que le corps parcourt son orbite. La lune nous offre un exemple bien familier de ce phénomène dans ce qu’on nomme ses phases.
- ↑ On nomme ainsi le point de l’orbite le plus rapproché du soleil.
- ↑ Voyez, sur les travaux du lieutenant Maury, la Revue du 1er et du 15 mars 1858.