NOTE III.

_Complément du chapitre des éclipses._

=309.=. PRÉDICTION DES ÉCLIPSES DE LUNE. Les anciens, qui étaient loin

de connaître les lois du mouvement du la lune aussi bien qu'on les

connaît aujourd'hui, étaient cependant parvenus à prédire les éclipses

avec une assez grande exactitude; c'est qu'ils avaient remarqué qu'après

une certaine période fixe les éclipses de lune se reproduisent dans le

même ordre et sensiblement dans les mêmes circonstances. Cette période,

connue des Chaldéens sous le nom de _saros_, se compose de 223 lunaisons

formant environ 18 ans 11 jours; elle comprend en général 70 éclipses,

dont 41 éclipses de soleil et 29 de lune. Cela admis, il suffit de tenir

compte par ordre et par date, d'une manière précise et à partir d'un

certain jour, des éclipses de lune qui se produisent dans l'espace de 18

ans 11 jours, pour connaître, à très-peu près:, l'époque et même les

circonstances de chacune des éclipses qui se produiront dans la période

suivante de 18 ans 11 jours; de même pour une troisième période, et

ainsi de suite. C'est ainsi que faisaient les anciens.

Maintenant qu'on sait comment et pourquoi les mêmes ellipses se

reproduisent ainsi périodiquement, on sait aussi que cette ancienne

méthode de prédire les éclipses n'est pas tout à fait exacte, et ne

permet de prédire ces phénomènes qu'avec une certaine approximation.

Nous l'indiquons néanmoins parce qu'elle est encore de quelque utilité,

et qu'elle est d'ailleurs intéressante par le rôle qu'elle a joué bien

longtemps.

=309= _bis_. Voici comment on explique la reproduction périodique des

éclipses. On démontre aisément, et nous l'expliquons même un peu plus

loin (nº 311), que la reproduction d'une éclipse dépend de la position

relative, au moment de l'opposition, du soleil et des nœuds de la lune;

cela admis, on comprendra aisément, après les explications suivantes, la

reproduction périodique des éclipses telle que nous venons de

l'indiquer.

On appelle _révolution synodique des noeuds de la lune_ le temps qui

s'écoule entre deux rencontres consécutives du soleil et de l'un de ces

points. Si les noeuds de la lune étaient fixes sur l'écliptique, la

durée de cette révolution serait précisément l'_année sidérale_ (nº

218). Mais à cause du mouvement rétrograde des nœuds (nº 265), en vertu

duquel ces points vont constamment à la rencontre du soleil, leur

révolution synodique est plus courte et ne dure que 346j,619; 19 de ces

révolutions synodiques font 6585j,76, ou 18 ans 11 jours environ; d'un

autre côté, 223 lunaisons font 6585j,32. Donc 19 révolutions synodiques

de la lune font à peu près 223 lunaisons; c'est lu période chaldéenne.

Supposons un instant que l'on ait exactement 18 ans 11 jours = 19

révolutions synodiques des nœuds de la lune = 223 lunaisons; puis, qu'Ã

une certaine époque il y ait éclipse de lune. En ce moment la lune est Ã

l'opposition, et le soleil et les nœuds de la lune occupent certaines

positions relatives; après 18 ans et 11 jours, comme il se sera écoulé

223 lunaisons, la lune se trouvera encore à l'opposition; comme il se

sera écoulé 19 révolutions synodiques des nœuds, ces points et le soleil

seront revenus aux mêmes positions relatives; la même éclipse se

reproduira donc exactement.

Dans notre hypothèse, la méthode des anciens serait donc parfaitement

exacte; si elle ne l'est pas, cela tient aux faibles différences qui

existent entre les nombres 6585j,76, 6585j,32 et 18 ans 11 jours; ces

différences sont à peine sensibles, et la méthode réussit à très-peu

près quand on passe d'une période à la période suivante, ou même Ã

quelques périodes consécutives; mais elles le deviendraient si, à partir

d'une première observation réelle des éclipses, on voulait faire un

tableau de prédictions pour un grand nombre de périodes suivantes. Il

faut donc, au bout d'un certain temps, recommencer le premier travail

d'observation.

=310.= Aujourd'hui les astronomes connaissent parfaitement les lois du

mouvement de la lune, et peuvent calculer à l'avance pour un temps

quelconque les positions de cet astre relativement au soleil et à la

terre; ils le font pour tous les jours de chaque année, et même pour des

époques plus rapprochées; les résultats de leurs calculs sont insérés

dans la _Connaissance des temps_ de chaque année prochaine. A l'aide de

ces tables on peut prédire les éclipses et leurs principales

circonstances; le lecteur peut voir dans les ouvrages spéciaux comment

on arrive à un pareil résultat.

[Illustration: 234, Fig. 112]

=311.= Nous essayerons seulement ici de faire comprendre comment on peut

savoir s'il y aura ou s'il n'y aura pas éclipse de lune à une opposition

donnée. Considérons la terre, son cône d'ombre, et la lune au moment

d'une opposition; imaginons alors une sphère ayant son centre au centre

T de la terre, _fig._ 112, et pour rayon la distance T_l_ qui sépare en

ce moment les centres des deux globes. Cette sphère coupe la lune

suivant un de ses grands cercles, cercle _l_, et le cône d'ombre suivant

un cercle, cercle O_c_, qu'on appelle le _cercle d'ombre de la lune_; ce

cercle O_c_ a son centre O sur l'axe de ce cône, c'est-à-dire sur les

prolongement de la ligne ST qui va du soleil à la terre. La même sphère

coupe le plan de l'écliptique suivant un cercle, cercle ON'S, et le plan

de l'orbite lunaire suivant un autre grand cercle, cercle N'_l_N, qui se

confond sensiblement avec cette orbite elle-même (dans la partie _l_N);

enfin, le grand cercle de cette sphère qui passe par ST et le centre _l_

de la lune, cercle O_ls_, n'est autre que le cercle de latitude de la

lune, puisque, à l'opposition, ce dernier cercle doit passer par le

soleil; ce grand cercle O_ls_ (qui est vu de face), tout en passant par

les centres _l_ et O, de circ. _l_ et cir. O_c_, rencontre ces

circonférences elles-mêmes sur la sphère. De cette exposition il résulte

qu'à l'époque considérée, _l_O est la latitude de la lune, _li_ son

demi-diamètre apparent, O_c_ le demi-diamètre apparent du cercle

d'ombre, TN' la direction de la ligne des nœuds. Rappelons-nous aussi

(page 211) que le diamètre réel du cercle d'ombre est, à la distance

moyenne, 60_r_, de la lune à la terre, à peu près égal aux 8/11 du

diamètre de la terre, tandis que le diamètre réel de la lune n'est que

3/11 du même diamètre; ces deux cercles, cercle O_c_ et cercle _li_,

étant toujours vus à la même distance, leurs diamètres apparents doivent

être dans le même rapport moyen de 8 à 3.

Les deux circonférences, cir. _l_ et circ. O_c_, étant tracées sur la

même sphère, tout se passe exactement, quant à leurs situations

relatives, comme si elles étaient tracées sur le même plan, les arcs ou

distances sphériques O_l_, _li_, O_c_, remplaçant exactement _la

distance des centres et les rayons des circonférences_. Nos deux

circonférences seront sur la sphère: intérieures, sécantes, tangentes,

extérieures, dans des conditions remplies par les arcs _l_O, _li_, O_c_,

parfaitement identiques avec les conditions relatives aux mêmes

situations indiquées dans notre _Géométrie_ (2e livre). Dès que cercle

_l_ et cercle O_c_ auront une partie commune, la lune entrera dans le

cône, et il y aura éclipse; quand il y aura seulement contact extérieur,

ou que les deux cercles seront extérieurs l'un à l'autre, il n'y aura

pas d'éclipse. D'après cela, ayant égard à la signification astronomique

ci-dessus indiquée de _l_O, _li_, O_c_, et au IIe livre de _Géométrie_,

nous pouvons établir les propositions suivantes:

1º Il y aura éclipse de lune à une opposition donnée, si pour cette

époque on a _l_O < O_c_ + _li_, c'est-à-dire si la latitude de la lune

est moindre que la somme des demi-diamètres apparents de la lune et de

son cercle d'ombre terrestre.

2º Il n'y aura pas d'éclipse de lune à une opposition donnée si, pour

cette époque, on a _l_O = O_c_ + _li_ ou _l_O > O_c_ + _li_,

c'est-à-dire si la latitude de la lune est égale ou supérieure à la

somme des demi-diamètres apparents de la lune et de son cercle d'ombre

terrestre.

On peut, dans l'expression des conditions précédentes, introduire, au

lieu de la latitude _l_O, l'arc ON, ou son égal N'S qui mesure la

distance angulaire STN' du soleil au second nœud N' de la lune. En

effet, le triangle sphérique ON_l_, rectangle en O, fournit une relation

très-simple entre _l_O, ON, et l'angle aigu ON_l_ (qui n'est autre que

l'inclinaison connue de l'orbite lunaire sur l'écliptique; en moyenne 5°

9'; tang _l_O = sin ON tg. ON_l_ = sin N'S tg. ON_l_). Supposons que

l'on ait remplacé _l_O par ON et l'inclinaison ON_l_ dans chacune des

relations citées tout à l'heure. On connaît la limite inférieure et la

limite supérieure du demi-diamètre apparent de la lune; on peut

déterminer les mêmes limites du demi-diamètre apparent de son cercle

d'ombre terrestre (_V._ le nº suivant); cela fait, on peut remplacer

convenablement ces demi-diamètres par leurs limites dans les égalités ou

les inégalités dont nous nous occupons; on arrive ainsi à établir les

propositions suivantes:

1º Si à l'époque d'une pleine lune, la distance angulaire du centre du

soleil à l'un des nœuds de la lune est plus petite que 9° 31', il y a

certainement éclipse. 2º Si à une pareille époque la distance du soleil

au nœud le _plus voisin_ surpasse 12° 3', il ne peut y avoir éclipse. 3º

Enfin, si la distance du soleil au nœud le plus voisin est comprise

entre 9° 31' et 12° 3', l'éclipse est douteuse; l'examen détaillé des

circonstances de cette éclipse montrera seulement si elle aura lieu

réellement.

[Illustration: 236, Fig. 113]

_Détermination du demi-diamètre du cercle d'ombre_. Nous avons supposé

connu, dans ce qui précède, le demi-diamètre apparent du cercle d'ombre

terrestre de la lune; voici comment on peut le calculer: La _fig._ 113

représente une section de la sphère (circ. T_l_, ou circ. T_c_, dont

nous venons de faire usage) et une section du cône d'ombre de la lune,

par un même plan central conduit par ST; on voit sur cette figure l'arc

_cc'_ qui mesure précisément le diamètre apparent du cercle d'ombre;

_c_T est la distance de la lune à la terre 1/2_c_T_c'_ ou _c_TD est égal

à l'angle B_c_T, qui est la parallaxe de la lune (nº 197), diminué de

l'angle _c_DT (_c_TD = B_c_T-_c_DT); mais l'angle _c_DT est lui-même

égal à l'angle B'TS, demi-diamètre apparent du soleil, diminué de

l'angle BB'T, parallaxe du même astre.

Leçons de cosmographie à l'usage des lycées et collèges et de tous les établissements d'instruction publique · 第 77 / 117 题