Rétro 1933: Comment peut-on prédire les éclipses ?

La news rétro de ce dimanche évoque certains aspects des connaissances astronomiques du début des années 1930.

Avertissement: Cette news rétro retranscrit des connaissances scientifiques, techniques ou autres de 1933, et contient donc volontairement les arguments, incertitudes ou erreurs d'époque.

Tous les ans l'Almanach donne à ses lecteurs la liste des Éclipses de Soleil et de Lune qui se produiront au cours de l'année avec la date précise, la durée, l'étendue du phénomène. Comment peut-il faire cette prédiction ?

Si l'orbite de la Lune coïncidait avec l'écliptique...

Il est à peine utile de rappeler qu'on nomme éclipse la disparition momentanée, soit partielle, soit totale, de la lumière d'un astre par suite de l'interposition d'un corps entre cet astre et l'œil de l'observateur. Certaines éclipses, par exemple celles des satellites de Jupiter ou de Saturne, n'intéressent guère que les astronomes ; celles du Soleil et de la Lune intéressent également le grand public.

Les éclipses du Soleil sont dues à l'interposition de la Lune entre le Soleil et la Terre ; celles de la Lune à l'interposition de la Terre entre le Soleil et la Lune, autrement dit à la pénétration de la Lune dans le cône d'ombre de la Terre.


Orbite lunaire et écliptique. - Si le plan de l'orbite lunaire coïncidait avec le plan de l'écliptique, les éclipses de Lune et de Soleil seraient faciles à prévoir: Terre, Soleil et Lune ou Terre, Lune et Soleil étant dans le même plan, il y aurait une éclipse de Soleil à chaque nouvelle Lune et une éclipse de Lune à chaque pleine Lune ; mais l'inclinaison des deux plans l'un sur l'autre, qui est d'environ 5°8, empêche qu'il en soit ainsi et fait des éclipses des phénomènes relativement rares.

De fait, dans une même année, il n'y en a jamais plus de 7 (2 de lune, 5 de soleil) ni moins de 2 (de soleil), qui se produisent dans deux mois de l'année appelés les mois d'éclipses et sont distants l'un de l'autre de six mois environ.

L'écliptique et l'orbite lunaire ne coïncidant pas, il faut les considérer comme deux grands cercles qui se coupent en deux points opposés, qu'on nomme les nœuds de l'orbite lunaire. Retenons ce principe, et aussi que l'orbite tourne autour d'une perpendiculaire à l'écliptique pendant une période de dix-huit ans, onze jours et six à sept heures environ. Ces notions acquises, voyons comment peuvent se produire les éclipses.

Conditions créées par un angle de 5°81'

Aux éclipses de Lune. - Pour qu'une éclipse de Lune ait lieu, il faut que la Lune soit au-delà de la Terre sur l'alignement de la Terre et du Soleil, ce qui ne peut arriver qu'à la pleine Lune ; mais encore faut-il, puisque les trois astres ne sont pas sur le même plan, que la Lune ne soit qu'à une faible distance de l'écliptique, c'est-à-dire voisine d'un de ses nœuds ; sans quoi, le cône d'ombre de la Terre passerait au-dessus ou au-dessous de la Lune sans l'atteindre.

Si elle en est très voisine, elle peut pénétrer tout entière dans le cône d'ombre et l'éclipse est totale ; si au contraire elle en est moins proche, elle ne pénètre qu'en partie dans le cône d'ombre et l'éclipse est partielle.

Aux éclipses de Soleil. - De même, pour qu'une éclipse de Soleil se produise, il faut que la Lune se trouve entre cet astre et la Terre, ce qui ne peut arriver qu'à la nouvelle Lune; mais encore faut-il, ici, comme plus haut, que la Lune soit voisine de son nœud.

Lorsque cette condition est remplie, un cône d'ombre et un cône de pénombre atteignent à la fois la Terre. En certains points il y a éclipse totale ; elle est partielle en d'autres, et nulle ailleurs. La Lune étant 400 fois plus près de nous que le Soleil, il suffit en effet d'un léger déplacement de l'observateur pour qu'elle cesse de se projeter exactement sur le soleil ; et ainsi s'explique que les éclipses totales ne soient visibles qu'en certaines régions de la surface terrestre, et bien petites.

Les éclipses de Lune sont moins fréquentes en réalité que les éclipses de Soleil ; mais comme elles proviennent uniquement du fait que la Lune perd sa lumière et que ce phénomène est visible de tous les points de la Terre qui ont la Lune au-dessus de l'horizon, c'est-à-dire un hémisphère tout entier, il en résulte qu'elles sont apparemment beaucoup plus fréquentes et en tout cas plus fréquentes que les autres en un point donné.

Deux variétés d'éclipse solaire: annulaire et perlée. - Du fait que la Lune est 400 fois plus près de nous que le Soleil, il résulte que ses dimensions apparentes sont à peu près les mêmes que celles du Soleil ; mais comme les deux astres ne décrivent pas des cercles parfaits, il en résulte aussi des variations correspondantes dans les dimensions relatives.

Ceci est d'importance pour les éclipses de Soleil. S'il s'en produit une au moment où le diamètre apparent de la Lune est plus grand que celui du Soleil, elle peut être totale et durer d'autant plus longtemps que la différence des diamètres est plus grande. Mais s'il s'en produit une au moment contraire, la Lune ne pourra couvrir le Soleil qu'en laissant sur ses bords un cercle lumineux, c'est l'éclipse dite annulaire. Enfin quand les deux diamètres sont égaux, il se produit un phénomène assez curieux: les monts et les vallées de la Lune lui donnent sur ses bords l'apparence d'un disque dentelé ; le Soleil est bouché par les pleins, mais apparaît dans les vides et forme comme un chapelet de grains lumineux ; c'est alors l'éclipse dite perlée.

Comment la prédiction devient facile

Le caractère des éclipses, intermittent, irrégulier (en apparence, et pour qui ne considère qu'une petite série d'années) ; leur façon, du moins pour les éclipses de Soleil, de produire en des endroits très différents et choisis, semble-t-il, en dépit de toute règle aux quatre coins du monde ; le fait d'être totales aux yeux des uns, partielles aux yeux des autres, tantôt annulaires, tantôt perlées, tout cela donne au phénomène une apparence de fantaisie sinon de mystère, Et l'on se demande comment il est possible d'en prédire l'apparition.

L'explication que nous en avons fournie a dû montrer que ce phénomène était aussi régulier, aussi normal que les lois mêmes qui régissent le monde stellaire: il suffit de les connaître. Or, la connaissance exacte du mouvement de la Terre et de la Lune par rapport au Soleil, celle du déplacement de ses nœuds permettent de prédire pour un temps indéfini toutes les éclipses de la Lune et du Soleil avec toutes leurs particularités.

Nous n'avons pas besoin de dire que les mouvements combinés du Soleil, de la Lune et de la Terre sont parfaitement connus.

La période de Saros. - Le déplacement des nœuds ne l'est pas moins. La période de temps, longue de dix-huit ans, onze jours et six à sept heures à laquelle nous avons fait allusion compte 19 révolutions des nœuds au cours de 223 lunaisons ; au bout de ce temps cette période ramène la Lune dans une position identique par rapport au Soleil, à la Terre et aux nœuds.

Ainsi les circonstances qui ont réalisé une éclipse avec certaines particularités de durée, d'étendue, de forme, la ramènent avec les mêmes particularités au bout des dix-huit ans, onze jours et six à sept heures qui constituent cette période dite de Saros, du nom que lui donnèrent les Chaldéens. Le tableau des éclipses pour une période (elle en compte 41 de Soleil et 21 de Lune) peut servir en conséquence pour toutes les périodes suivantes.

Le "Canon des Eclipses". - Un astronome autrichien, M. Oppolzer, s'appuyant sur les données de ce tableau, a pu établir un Canon des Eclipses qui permet de calculer avec précision les éclipses qui se sont produites ou prévoir celles qui se produiront dans l'intervalle compris entre l'an 1207 av. J.-C. et l'an 2163 de notre ère. Pour prédire les éclipses d'une année il suffit donc maintenant de recourir à ces renseignements.