Rétro 1931: Les mystères de la haute atmosphère

Publié par Michel le 11/02/2007 à 00:00
Source et illustrations: Almanach Hachette 1932
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La news rétro de ce dimanche nous expose les connaissances scientifiques acquises lors du séjour en ballon dans la haute atmosphère effectué par le Pr. Piccard en 1931.

Avertissement: Cette news rétro retranscrit des connaissances scientifiques, techniques ou autres de 1932, et contient donc volontairement les arguments, incertitudes ou erreurs d'époque.

Le 27 mai 1931, le professeur Picard, savant suisse, directeur du laboratoire de physique à l'Université de Bruxelles, a atteint en ballon libre la hauteur prévue de 16000 mètres, à peu de chose près. Ce record aéronautique prend toute sa valeur du rôle scientifique qui lui était dévolu.

Le but visé par le professeur Piccard

Le magnifique exploit du professeur Piccard a séduit le grand public par son côté sportif: en s'élevant avec son collaborateur, le Dr Kipfer, dans une nacelle métallique, hermétiquement close, à l'altitude de 15 781 mètres, il a battu les records aéronautiques de hauteur avec une écrasante supériorité. On sait par ses déclarations qu'il fait bon marché de ce succès.

II n'attache également qu'une importance relative aux observations d'ordre météorologique qu'il a pu faire au cours de son ascension. Il estime en effet que les ballons-sondes, en usage depuis longtemps, ont suffisamment renseigné les physiciens sur la nature de la haute atmosphère, son appauvrissement en oxygène et son enrichissement en azote, sa température de 70° au-dessous de zéro, sa pression de 2 millimètres enregistré en 1913 par le ballon-sonde du professeur Gamba, de l'Université de Pavie, qui s'éleva à la hauteur fantastique de 37 700 mètres.

Cependant, si l'expérience du professeur Gamba a montré que, à cette altitude, il y a encore assez d'air pour soutenir un aérostat, celle du professeur Piccard prouve qu'il n'est pas impossible, avec un équipement spécial, d'atteindre des hauteurs voisines de cet ordre en ballon monté.

Mais la signification véritable de l'ascension du savant suisse est dans l'étude des caractères électriques de la zone que l'on nomme d'un mot aujourd'hui divulgué: la stratosphère ; plus spécialement c'est la recherche d'une solution à l'énigme des radiations cosmiques.


Qu'est-ce que la stratosphère ?

La stratosphère est la partie de l'atmosphère la plus éloignée de la Terre. Pour en comprendre la nature et en justifier le nom, où le mot grec stratos éveille l'idée de couche, d'horizontalité, il faut se rappeler que l'atmosphère est divisible en tranches superposées que caractérisent des différences de densité dans les gaz, les plus lourds restant le plus près du sol, les plus légers, comme l'hydrogène et l'hélium, régnant dans les tranches supérieures. A ces différences essentielles s'en ajoute une autre: la tranche la plus basse (jusqu'à 4 000 mètres environ) est la zone des perturbations atmosphériques ; c'est là que naissent les tempêtes, les cyclones ; la tranche s'y rattache dans une certaine mesure en conservant encore les mouvements verticaux de l'air; et ces deux tranches ont reçu le nom de troposphère, où le mot tropos indique l'idée de tournoiement, de tourbillon. Au-dessus de 11 000 mètres, c'est précisément la stratosphère ; l'atmosphère, de plus en plus raréfiée, s'y tient dans un repos à peu près complet, ou ne s'agite très faiblement que dans le sens horizontal.

Qu'est-ce que les radiations cosmiques ?

Nous avons dit que le but principal du professeur Piccard était l'étude des radiations cosmiques s'exerçant dans la stratosphère. Sachant ce qu'est la stratosphère, il nous reste à apprendre ce que sont ces radiations.

L'ionisation de l'air. - On sait que les molécules de l'air sont des atomes composés en principe d'un noyau chargé d'électricité positive et de particules chargées d'électricité négative, noyau et particules se faisant équilibre mutuellement. Certaines influences extérieures - vent, soleil, frictions diverses - peuvent modifier cet état de choses, rompre cet équilibre, donner au noyau un excédent d'électricité positive ou le charger d'électricité négative ; il devient dans le premier cas un ion positif, dans le second un ion négatif ; et cette transformation se nomme l'ionisation de l'air. Le trouble qui s'ensuit, corrigé par les orages et leurs décharges dans la troposphère, l'est beaucoup moins facilement dans la stratosphère, pauvre en vapeur d'eau ; d'où une première raison d'y étudier l'ionisation.

L'ionisation en vase clos. - Mais voici qui est bien plus intéressant. Si l'on met dans un vase clos, très résistant, une certaine quantité d'air, il semblerait que cet air, fermé aux influences extérieures, ne pût être ionisé à moins qu'on y lançât de puissants rayons du genre X ou même ultra X.

Or, l'ionisation se fait de soi-même, sans cette intervention artificielle; elle se fait à travers les métaux les plus résistants ; le physicien américain Millikan a calculé que seul un écran de plomb épais de 5 mètres pourrait l'arrêter.

Radiation ultra pénétrante. - A quoi attribuer cette radiation ultra pénétrante que n'expliquent ni la puissance du Soleil, car elle se produit de nuit comme de jour, ni celle des étoiles, ni celle de la Terre, ainsi que l'expérience l'a démontré ? Venue probablement des mondes en formation, des nébuleuses, Millikan en a fait les radiations cosmiques. Un mot qui constate, sans d'ailleurs expliquer rien d'une façon définitive.

Ce n'est pas tout, et nous entrons ici au cœur de la question. Millikan a démontré que l'ionisation de l'air par les radiations cosmiques augmente d'une façon formidable avec l'altitude: vers 3 000 mètres, une différence de 100 mètres se traduit par un million de volts. Or, Millikan, pour faire ses expériences, n'a pas dépassé 4 000 mètres. On voit quel bond le Pr Piccard a fait faire à la question en plaçant le champ d'observation de phénomènes encore inexpliqués dont la stratosphère est le théâtre à l'altitude où il est parvenu, et qui sont peut-être la clef de maints problèmes physiques intéressant notre existence même et celle de la Terre.


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