vers la confection de cette sorte d'encyclopédie des plantes utiles du monde que nous voudrions voir mise en œuvre.

Il est à souhaiter que M. Pittier, qui est un explorateur doublé d'un botaniste de valeur, puisse nous fournir sur les pays voisins, dont il a exploré également les territoires, des ouvrages aussi documentés que celui-ci, il rendrait ainsi à la science des services considérables.

É. D. W.

ASTRONOMIE

LA DISPERSION DE LA LUMIÈRE DANS L'ESPACE INTERSTELLAIRE

Recherches anciennes. L'espace interstellaire, ou le vide physique constitué par l'éther libre, est-il dispersif? En d'autres termes, les radiations lumineuses de longueurs d'onde différentes de diverses couleurs par conséquent s'y propagentelles avec des vitesses inégales?

Newton s'était déjà posé cette question et avait indiqué, dans une lettre à Flamsteed (10 août 1691), un moyen de la résoudre par l'observation des satellites de Jupiter (1): s'ils présentaient, au moment où ils émergent de l'ombre de la planète, une teinte différente de celle qu'ils ont à l'instant de leurs immersions, on aurait l'indication, sinon la preuve, que toutes les couleurs, du rouge auviolet, qui composent leur lumière blanche, ne marchent point du même pas.

Newton ne signale pas l'observation de l'émersion; c'est sur l'immersion seule qu'il attire l'attention de Flamsteed. Il jugeait sans doute, et avec raison, plus difficile de saisir l'impression lumineuse initiale, suivie immédiatement d'impressions colorées diverses qui reconstituent le blanc et éblouissent l'oeil, au moment de l'émersion, que l'impression finale, suivie de l'extinc

(1) « When you observe the eclipse of Jupiter's satellites, I should be glad to know if in long telescopes the light of satellite, immediately before it disappears, incline either to red or blue, or become more ruddy or more pale than before. » Fr. Baily, An account of the Rev. Flamsteed, London, 1835, p. 129.

tion, qui caractérise l'immersion. Ni l'un ni l'autre d'ailleurs de ces deux phénomènes n'ont rien montré de ce que l'on attendait.

L'insuccès, a-t-on dit, est peut-être dû à la présence de l'atmosphère de la planète, qui substitue aux éclipses et aux réapparitions brusques des satellites, une variation d'éclat relativement lente. Encore, cette variation n'empêcherait-elle pas nécessairement le phénomène de se produire; on s'en convainc aisément. Mais on peut donner, de cet insuccès, une autre raison. Soit d la distance à la Terre d'un astre qui nous envoie, au même instant, deux rayons, l'un rouge, marchant avec une vitesse V, l'autre bleu, se propageant avec une vitesse V', que nous supposerons plus petite que V. Partis en même temps de leur source commune, ces deux rayons ne nous arriveront pas simultanément ils présenteront un décalage dont le problème classique des courriers permet de calculer la valeur t; on trouve

Or, Vet V sont très grands, tous deux de l'ordre de 300 000 kilom. à la seconde. La différence VV', si elle n'est pas nulle, ne peut être vraisemblablement que très faible. Il faut done opérer sur une base d énorme si l'on veut rendre sensible et nettement observable le décalage t. Jupiter est trop près de nous, la distance d qui nous en sépare, dans les meilleures conditions, est trop petite pour satisfaire à cette nécessité.

Cette observation nous dispense d'insister sur une autre méthode, substituée par Arago à celle que proposait Newton. Elle consiste à observer non plus les éclipses des satellites de Jupiter, mais les ombres qu'ils projettent sur le disque de la planète. Les bords antérieurs et postérieurs de ces ombres, formés des points de la surface planétaire que le còne d'ombre atteint et de ceux qu'il quitte, devraient présenter des bandes colorées de teintes différentes, que le contraste avec la lumière blanche des parties voisines du disque ferait ressortir. Personne, de fait, n'a jamais vu rien de semblable.

Arago a été mieux inspiré en reportant beaucoup plus loin la source des variations lumineuses et en cherchant la solution du problème dans l'observation des étoiles variables (1).

Sans nous occuper pour le moment, écrit-il, de la cause

(1) Astronomie populaire, t. I, ch. XXV, p. 405.

physique qui détermine le changement d'intensité de l'étoile o de la Baleine, nous pouvons affirmer avec certitude qu'à certaines époques, cette étoile nous envoie beaucoup de lumière; qu'à d'autres époques, elle ne nous envoie rien ou presque rien; qu'enfin, le passage de ce dernier état au premier se fait graduellement et avec assez de rapidité.

» L'étoile qui, aujourd'hui je suppose, n'envoie aucun rayon à la Terre, deviendra quelque temps après luisante. Alors elle nous lancera des rayons blancs, puisque sa teinte naturelle est blanche; autrement dit, qu'on me passe l'assimilation, elle nous dépêchera simultanément et à chaque instant, sept courriers de diverses couleurs. Si le courrier rouge est le plus rapide, ce sera lui qui arrivera le premier pour témoigner de la réapparition de l'étoile; la réapparition se fera donc avec une teinte rouge. Cette teinte se modifiera à mesure que les autres couleurs prismatiques, orangées, jaunes, vertes, bleues, indigo, violettes arriveront à leur tour et iront se mêler au rouge qui les avait précédées..... ».

Il importe de remarquer qu'un accroissement ou une diminution d'intensité équivalent ici à un rétablissement ou à une suppression de lumière. Si, comme le suppose Arago, les rayons rouges marchent plus vite que les rayons bleus, les courbes de variation d'intensité relatives à la lumière rouge et à la lumière bleue seront décalées, d'autant plus, toutes choses égales d'ailleurs, que l'étoile observée sera plus éloignée de nous. Sa couleur devra done changer en même temps que son éclat global : elle devra paraître plus rouge pendant la période de croissance que pendant la période de décroissance lumineuse.

<«Depuis qu'il me vint à la pensée que les étoiles variables seraient un moyen de trancher la question, si controversée, de l'égalité ou de l'inégalité de vitesse des rayons lumineux de diverses couleurs, poursuit Arago, j'ai souvent examiné des étoiles périodiques blanches dans tous leurs degrés d'intensité, sans y remarquer de coloration appréciable. Je me suis assuré en outre, qu'aucun des astronomes modernes voués à ce genre de recherches, n'a mentionné de colorations réelles dans les phases d'une étoile périodique quelconque. »

Ce nouvel insuccès, non plus que les précédents, ne peut suffire à fonder une conclusion certaine. L'observation d'un changement de teinte au cours de la variation de l'éclat global d'une étoile, est extrêmement délicate; et telle qu'Arago la présente,

cette méthode est pratiquement inutilisable; mais nous la retrouverons tantôt très heureusement transformée.

Dans un mémoire célèbre sur la dispersion de la lumière (1836), Cauchy rejette l'hypothèse de la dispersion de l'espace interstellaire si elle existait, dit-il, les étoiles nous apparaîtraient, non plus comme des points brillants, mais comme des bandes lumineuses et très étroites, qui offriraient à nos yeux les diverses nuances du spectre solaire ».

Théoriquement, il en serait ainsi, puisque la constante de l'aberration changerait d'une couleur à l'autre. Mais la différence des vitesses des rayons extrêmes du spectre devrait être plus grande qu'il n'est permis de le supposer, pour donner à ces bandes lumineuses une étendue appréciable.

La même remarque s'applique à un autre phénomène se rattachant au pouvoir dispersif de l'espace, et signalé par Förster la dispersion aurait pour effet d'étaler en spectre la lumière des étoiles animées d'une grande vitesse perpendiculaire à la ligne de visée.

Ces spectres seraient de l'ordre de grandeur de ceux de Cauchy. Du fait qu'on n'observe ni les uns ni les autres, on ne peut conclure que la dispersion n'existe pas, mais il est permis d'y voir une nouvelle raison de penser qu'elle ne peut être, en tout cas, que très faible.

Une indication contraire parut résulter d'expériences entreprises par MM. Forbes et Young, en 1881.

La propagation de la lumière dans l'air atmosphérique se fait dans des conditions voisines de celles où elle se produit dans le vide, et il est possible de ramener au vide les mesures de la vitesse de la lumière effectuées dans l'air.

Or, au cours de leurs expériences, qui avaient pour but la détermination de la vitesse de la lumière, MM. Forbes et Young ont constaté des phénomènes qu'ils ont cru devoir expliquer par une différence très nettement marquée entre les vitesses des rayons de différentes couleurs.

C'est à la méthode de la roue dentée de Fizeau, modifiée dans son application, qu'ils ont eu recours. Sans entrer dans la description des appareils, ni dans le détail de leur procédé, il nous suffira de rappeler le principe de la méthode et les faits d'observation qui intéressent notre sujet.

Lorsque la roue tourne avec une vitesse croissante, l'éclat de l'image de retour varie il faiblit, s'éteint ou passe par un

minimum, aux instants où le temps que met la roue à défiler un nombre impair de dents est égal à celui que met la lumière à parcourir deux fois la base sur laquelle on opère; il croît ensuite, atteint un maximum et ainsi de suite. Or l'image a paru colorée en bleu quand son éclat baissait, et en rouge quand il augmentait. Ces colorations s'expliqueraient, dans la pensée de MM. Forbes et Young, en admettant que la vitesse de propagation de la lumière rouge est moindre que celle de la lumière bleue. En effet, dans cette hypothèse, la vitesse de la roue correspondant à l'extinction du rouge sera atteinte avant celle qu'exige l'extinction du bleu. Dans la période d'affaiblissement, les rayons rouges tendront donc à s'éclipser avant les rayons bleus, et l'image paraitra bleue; l'inverse se produira dans la période de l'accroissement d'éclat.

Des expériences directes, avec de la lumière rouge et de la lumière bleue, interprétées de la même manière, ont donné une différence, ramenée au vide, de près de 2 pour 100 entre les vitesses de propagation de ces lumières. Toutefois les résultats se sont montrés peu concordants et parfois contradictoires. Aussi l'explication proposée par MM. Forbes et Young n'a-t-elle pas été accueillie avec faveur. On en a cherché d'autres dans la disposition même de leurs appareils; et l'on a fait observer que l'écart de 2 pour 100 était bien grand pour ne pas être suspect.

Lord Rayleigh a montré que la vitesse réelle V de la propagation d'une onde individuelle, et la vitesse U d'un train d'ondes » n'étaient les mêmes que dans un milieu à dispersion nulle. Dans un milieu dispersif, V est plus grand ou plus petit que U, suivant que V augmente ou diminue quand la longueur d'onde est croissante. Or nous connaissons la vitesse V d'une onde individuelle dans le vide par la mesure de la constante de l'aberration, et la vitesse U d'un « train d'ondes » par l'observation des satellites de Jupiter (méthode de Roemer); ces deux déterminations fournissent des résultats de même ordre. Il n'en serait pas ainsi si le milieu interstellaire était dispersif au point. que semble l'exiger l'interprétation que MM. Forbes et Young donnent de leurs expériences.

De fait, elles n'ont pas ébranlé, dans l'esprit des astronomes et des physiciens, la foi en la conclusion d'Arago : l'éther libre n'est pas dispersif; et Lord Kelvin exprimait sans doute l'opinion commune quand il écrivait, en 1904 parmi les propriétés de l'éther libre, celle de propager la lumière avec la même vitesse,