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physique. — Mémoire sur la vitesse de la lumière, lu à la première Classe de l’Institut, le 10 décembre 1810; par M. Arago (i).
La détermination de la vitesse prodigieuse avec laquelle se meut la lumière dans l’espace est, sans contredit, un des plus beaux résultats de l’astronomie moderne. Les anciens croyaient cette vitesse infinie;,et leur manière de voir n’était pas, à cet égard, comme sur tant d’autres questions de physique, une simple opinion dénuée de preuves; car Aristote, en la rapportant, cite à son appui la transmission instantanée de la lumière du jour. Cette opinion fut ensuite combattue par Alhazen, dans son Traité d’optique, mais seulement par des raisonnements métaphysiques auxquels Porta, son commentateur, qui admettait ce qu’il appelle l’immatérialité de la lumière, opposa aussi de très-mauvais arguments. Galilée paraît être le premier, parmi les modernes, qui ait cherché à déterminer cette vitesse par expérience. Dans le premier des dialogues delle Scienze Nuove, il fait énoncer par Salviati, un des trois interlocuteurs, les épreuves très-ingénieuses qu’il avait employées, et qu’il croyait propres à résoudre la question. Deux observateurs, avec deux lumières, avaient été placés à près d’un mille de distance : l’un d’eux, à un instant quelconque, éteignait sa lumière; le second couvrait la sienne aussitôt qu’il ne voyait plus l’autre; mais, comme le premier observateur voyait disparaître la seconde lumière au même moment ôù il cachait la sienne, Galilée en conclut que la lumière se transmet dans
(i) A peine revenu d’Afrique, en 1809, je me livrai fort jeune encore, j’avais vingt-trois ans, à diverses expériences relatives à l’influence de la vitesse de la lumière sur la réfraction. Le résultat de mon travail fut communiqué à la première Classe de l’institut, le 10 décembre 1810. Ce résultat, quoique très-différent de celui auquel je m’étais attendu, excita quelque intérêt. M. Laplace me fit l’honneur de le mentionner dans une des éditions de Y Exposition du Système du monde. Notre illustre doyen, M. Biot, voulut bien aussi le citer dans la seconde édition de son Traité élémentaire d’Astronomie physique. Je erus dès lors que je pouvais me dispenser de publier mon Mémoire. -
Depuis cette époque, ce travail: étant devenu le point de départ des recherches expérimentales et théoriques qui ont été faites ou projetées dans divers pays, sur l’état dans lequel se trouve l’éther dans les corps s_olid.es, j’ai été invité , à diverses reprises, à le publier ; mais le Mémoire s’étant égaré, je ne pouvais pas déférer à xx vœu'. Il j a j)ëu de jours qu’en rangeant mes papiers par ordre de matière, on y a retrouvé le Mémoire original de 1810. Je me suis rappelé alors le désir exprimé par les physiciens,, et j’ai demandé à l’Académie la permission de faire paraître mon Mémoire dans le Compte rendu, quoiqu’il date de.qua-rante^deux ans. Je le reproduis ici, malgré toutes ses imperfections, sans y changer'lirfseulî mot. • • •
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un instant indivisible à une distance double de celle qui séparait les deux observateurs. Des expériences analogues que firent les Membres de l’Académie del Cimenta, mais pour des distances trois fois plus considérables, conduisirent à un résultat identique.
Ces épreuves semblent, au premier aspect, bien mesquines, lorsqu’on songe à la grandeur de leur objet; mais on les juge avec moins de sévérité, quand on se rappelle qu’à peu près à la même époque, des hommes, tels que lord Bacon, dont le mérite est si généralement apprécié, croyaient que la vitesse de la lumière pouvait, comme celle du son, être sensiblement altérée par la force et la direction du vent.
Descartes, dont le système sur la lumière a tant d’analogie avec celui qu’on désigne par le nom de système des ondulations, croyait que la lumière se transmet instantanément à toute distance ; il appuie d’ailleurs cette opinion d’une preuve tirée de l’observation des éclipses de Lune. Il faut convenir que son raisonnement, très-ingénieux, prouve, sinon que la vitesse de la lumière est infinie, du moins qu’elle est plus considérable que toutes celles qu’on pouvait se flatter de déterminer par des expériences directes faites sur la Terre à la manière de Galilée.
Les fréquentes éclipses du premier satellite de Jupiter, don! la découverte suivit de près celle des lunettes, fournirent à Roëmer la première démonstration qu’on ait eue du mouvement successif de la lumière. La connaissance encore très-imparfaite des mouvements des autres satellites, la difficulté d’observer exactement leurs éclipses, et quelques inégalités inconnues qui, en se combinant avec celle qui dépendait du mouvement de la lumière, en masquaient les effets, les rendaient moins saillants, et empêchaient, par conséquent, de la reconnaître, firent quelque temps rejeter la découverte de Roëmer; elle ne fut même généralement admise que lorsque Bradley eut montré que ce mouvement annuel, auquel toutes les étoiles sont assujetties, et qu’on nomme Yaberration, dépend de l’effet combiné du mouvement de la lumière avec celui de l’observateur. La vitesse qu’on avait déduite de ce dernier phénomène différait un peu de celle qu’on obtenait par les éclipses du premier satellite; mais la perfection à laquelle on a porté les Tables, par les travaux de M. Laplace, a permis de revenir sur ces premiers calculs; la constante de l’aberration que M. Delambre a trouvée par la discussion d’un très-grand nombre d’éclipses de satellites, est absolument la même que celle que Bradley avait déduite de ses observations.
La première conséquence qu’on puisse tirer de cet accord remarquable,
