LA PHOTOGRAPHIE DU CIEL
L'idée d'appliquer la photographie aux curiosités du ciel est née le jour même où la grande découverte de Niepce et Daguerre a été annoncée au public par la mémorable communication qu'en fit Arago dans la séance de l'Académie des sciences du 19 avril 1839.
L'illustre astronome, prévoyant déjà les applications diverses qui pourraient en être faites aux recherches astronomiques, signalait, entr'autres, la possibilité d'obtenir une bonne carte de la lune et une image complète des raies du spectre solaire. Mais les procédés photographiques étaient alors trop imparfaits pour permettre d'obtenir des résultats satisfaisants.
Cependant, dès l'année 1845, Fizeau et Foucault arrivaient à faire une excellente photographie du soleil en 1/60 de seconde, que l'on peut voir très finement gravée, dans les œuvres complètes d'Arago. En 1849, William C. Bond, astronome américain, obtint une bonne épreuve daguerrienne de la lune. L'éclipse de soleil du 28 juillet 1851 fut photographiée par Berkowski à Kœnigsberg, sur une plaque daguerrienne qui montra, pour la première fois, des traces de la couronne qui enveloppe l'astre du jour et les éruptions qui émanent de sa surface.
En 1857, William Bond obtint une photographie très nette de l'étoile double Mizar ou Zêta de la Grande Ourse, aussi précise en vérité que les mesures micrométriques, car j'ai pu l'insérer comme document dans mon catalogue des étoiles doubles. C'est à l'Observatoire de Harvard Collège que ces premières photographies d'étoiles ont été faites, et c'est là encore qu'aujourd'hui M. Pickering obtient de si merveilleux résultats qui, à eux seuls, paraissent devoir égaler au moins tous ceux du congrès des vingt ou trente astronomes composant le congrès européen.
M. Warren de la Rue en Angleterre et M. Rutherfurd aux États-Unis ont obtenu, de 1857 à 1867, de magnifiques photographies de la lune, qui n'ont pas encore été dépassées. Signalons parmi ces photographies des vues stéréoscopiques saisissantes, qui montrent le globe lunaire tellement en relief qu'il a presque la forme d'un œuf. Cet effet, un peu exagéré, est dû à ce qu'on a profité d'un certain mouvement de la lune, le mouvement de libration, pour pénétrer plus ou moins bien sur l'hémisphère invisible. Warren de la Rue, auquel on est redevable de ces photographies stéréoscopiques de notre satellite, est parvenu également à en obtenir de la planète Jupiter en prenant les vues à vingt-six minutes d'intervalle.
M. Faye, en France, a été l'un des plus éloquents promoteurs de la photographie astronomique. Insensiblement, malgré la résistance des astronomes purement mathématiciens, la photographie s'implanta dans des procédés d'étude. En 1874, au passage de Vénus devant le Soleil, elle fut appliquée avec le plus grand succès, et il en fut de même en 1883. A l'Observatoire de Meudon, M. Janssen a obtenu en 1877 d'admirables photographies de la surface solaire, sur lesquelles on assiste pour ainsi dire aux phénomènes de la formation de la lumière solaire. Ces photographies du soleil sont presque instantanées, car elles sont faites en un demi-millième de seconde! En 1884, MM. Paul et Prosper Henry, en construisant les cartes d'étoiles de l'atlas de l'Observatoire de Paris, s'appliquèrent à substituer la photographie à l'observation directe des étoiles, ce qui était à la fois beaucoup plus expéditif et plus sûr. En même temps, et depuis cette époque, MM. Pickerins aux États-Unis, Gould dans la République-Argentine, Gill au Cap de Bonne-Espérance, Common et Robert en Angleterre, se sont livrés avec les plus grands succès à la pratique de la photographie céleste.
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Ainsi, graduellement, insensiblement, la photographie en arriva à prendre une large part dans les procédés astronomiques. Cette part devient, de jour en jour, de plus en plus importante, de plus en plus féconde.
On se propose actuellement de photographier le ciel tout entier, et c'est dans ce but que M. le contre-amiral Mouchez a demandé la formation d'un congrès astrophotographique international, qui s'est déjà réuni deux fois à l'Observatoire de Paris, en 1887 et en 1889, et qui s'y réunit de nouveau en ce moment même.
Il s'agit de photographier le ciel tout entier et de construire, par la photographie seule, et sans l'intervention des erreurs d'observation, la carte complète du ciel, tel qu'il se présente actuellement aux yeux des habitants de la terre. Nous avons déjà cette carte, mais sous une forme relativement imparfaite et hétérogène. Argelander, par exemple, a construit, en 1862, la carte des étoiles de notre hémisphère boréal jusqu'à la neuvième grandeur inclusivement, et cette carte se compose de 324,198 étoiles, que l'on peut toutes voir réunies sur une même feuille (voy. notre Astronomie populaire, page 832), et forme le grand atlas d'Argelander, qui est l'une des œuvres les plus considérables de notre siècle.
Le catalogue de Shœnfeld donne pour l'hémisphère austral les positions de 133,659 étoiles. M. Gould, directeur de l'Observatoire de Cordoba, dans la République Argentine, a publié, il y a quelques années, un atlas de cet hémisphère austral, mais qui ne s'étend guère au-delà des étoiles visibles à l'œil nu. Ce sont là des essais laborieux qui représentent des travaux considérables, mais qui ne pourraient jamais donner ce qu'on peut attendre tout simplement de la photographie.
En effet, au lieu d'observations méridiennes dues à un grand nombre d'observateurs très différents les uns des autres comme mode d'appréciation des grandeurs d'étoiles, et comme méthode de constatation des positions, au lieu de transcriptions multipliées, de nombreux calculs de réduction et de la dissémination des observations le long d'un grand nombre d'années, on prendra tout simplement la photographie précise du ciel, et cela non seulement jusqu'aux étoiles de 9e grandeur, mais jusqu'à celles de 10e, 11e, 12e, 13e et même 14e grandeur, ce qui ne sera pas plus difficile, et ne demandera qu'une pose de temps plus considérable.
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Tout le monde sait que les étoiles visibles à l'œil nu s'arrêtent à la sixième grandeur, et que ce mot de grandeur doit s'entendre simplement de l'éclat apparent des étoiles, celles de première grandeur étant les plus brillantes, celles de seconde étant un peu moins brillantes, et ainsi de suite, celles de sixième étant les dernières que l'on puisse voir à l'œil nu. Voici le nombre probable des étoiles de chaque grandeur, jusqu'à la quatorzième:
Grandeurs. Nombre:
1re 20
2e 59
3e 182
4e 530
5e 1,600
6e 4,800
7e 13,000
8e 40,000
9e 120,000
10e 380,000
11e 1,000,000
12e 3,000,000
13e 9,000,000
14e 27,000,000.
Ces dernières étoiles sont visibles dans les instruments actuels des observatoires. On voit que le total de ces quatorze premiers ordres d'éclat dépasse déjà quarante millions. Essayer de cataloguer cette armée céleste serait non seulement un travail surhumain, mais encore absolument irréalisable, car des erreurs inévitables se glisseraient dans un pareil nombre d'observations, ainsi que dans leurs réductions, leurs transcriptions et leurs placements sur une carte.
Des années et des années ne suffiraient pas, et pendant qu'on essayerait, les étoiles se déplaceraient elles-mêmes dans l'espace, car chacune d'elles est animée d'un mouvement propre plus ou moins rapide.
Or, la photographie peut faire cela tout, bonnement, pour ainsi dire, et de la manière la plus simple, grâce aux perfectionnements apportés dans les méthodes d'opération. Et savez-vous en combien de temps cette œuvre gigantesque, ce monument impérissable de l'astronomie moderne pourrait être obtenu? En treize minutes! Voici, en effet, la durée de pose nécessaire pour que les étoiles des diverses grandeurs impressionnent les nouveaux clichés au gélatino-bromure.
Grandeur: Durée de pose.
1re 0s 005
2e 0s 01
3e 0s 03
4e 0s 1
5e 0s 2
6e 0s 3
7e 1s 3
8e 3s 0
9e 8s 0
10e 20s 0
11e 50s
12e 2m
13e 5m
14e 13m.
Ainsi cinq millièmes de secondes suffisent pour photographier une étoile de première grandeur; une demi-seconde suffit pour photographier les petites étoiles visibles à l'œil nu; treize minutes sont nécessaires pour photographier celles de quatorzième grandeur.
Si, à un certain moment, 8,000 lunettes disposées pour cette photographie pouvaient être braquées en même temps tout autour de la terre sur 8,000 points du ciel contigus, ces 8,000 clichés auraient photographié le ciel tout entier, et les quarante millions d'étoiles dont nous parlions tout à l'heure. Juxtaposés, ces 8,000 clichés, de cinq degrés chacun, représenteraient les 41,000 degrés carrés dont se compose la surface du ciel.
Cette sorte de photographie instantanée du ciel serait idéale, mais ne peut se faire; d'abord parce qu'à quelque moment que ce soit la nuit ne s'étend que sur moins de la moitié du globe; ensuite parce que l'atmosphère n'est jamais parfaitement pure; enfin parce que ces 8,000 instruments seraient une dépense considérable, qu'il est plus simple et plus pratique de réduire à son minimum.
Le travail a été réparti entre une vingtaine d'observatoires et l'on pense qu'en trois ou quatre ans tout le ciel étoilé sera photographié.
Voici comment le travail sera probablement divisé entre les divers observatoires:
Observatoires. Nombre de clichés
Paris. 1260
Bordeaux. 1260
Toulouse. 1080
Alger. 1260
Greenwich. 1149
Oxford. 1180
Helsingfort. 1008
Postdam. 1232
Rome. 1010
Catane. 1008
San Fernando. 1260
Tacubaya. 1260
Santiago. 1260
La Plata. 1360
Rio Janeiro. 1376
Cap de Bonne-Espérance. 1512
Sydney. 1400
Melbourne. 1149
Ainsi, la science du dix-neuvième siècle léguera à la postérité un état irrécusable et impérissable du ciel sidéral, qui, dans les siècles futurs, servira de base certaine pour la solution du grand problème de la constitution générale de l'univers.
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Certes, l'œil humain est un appareil d'optique admirable. Quelle transparence dans ce cristal vivant, quelles nuances délicieuses dans cet iris, quelle profondeur ou quel charme! C'est la vie, c'est la passion, c'est la lumière. Fermez tous ces yeux, que restera-t-il de la création?
Et pourtant, la lentille de l'appareil photographique représente vraiment un œil nouveau, qui vient compléter le nôtre et qui le surpasse, plus merveilleux encore.
Cet œil géant est doué de quatre avantages considérables sur le nôtre: il voit plus vite, plus loin, plus longtemps, et, faculté précieuse, il fixe, imprime, conserve ce qu'il voit.
Il voit plus vite: en un demi-millième de seconde, il photographie le soleil, ses taches, ses tourbillons, ses flammes, ses montagnes de feu, en un document impérissable.
Plus loin: dirigé vers un point quelconque du ciel pendant la nuit la plus profonde, il découvre dans les atomes de l'infini des étoiles, des mondes, des univers, des créations, que jamais, jamais notre œil ne pourrait voir, à l'aide de n'importe quel télescope.
Plus longtemps: ce que nous ne sommes pas parvenus à voir en quelques secondes d'attention, nous ne le verrons jamais. Lui, n'a qu'à regarder assez longtemps: au bout d'une demi-heure, il distinguera ce qu'il ne voyait pas; au bout d'une heure, il verra mieux encore, et plus il restera fixé vers l'inconnu, mieux il le possédera, sans fatigue et toujours mieux.
Et il conserve sur sa plaque rétinienne tout ce qu'il a vu. Notre œil ne garde qu'un instant les images. Supposez, par exemple, que vous assommiez un homme au moment où, tranquillement assis dans son fauteuil, il a les yeux ouverts devant une fenêtre vivement éclairée (la supposition n'a rien d'exorbitant sur une planète dont tous les citoyens sont soldats et s'entre-tuent au taux moyen de onze cents par jour); puis que vous lui arrachiez les yeux (nous venons de dire qu'il s'agit d'un ennemi), et que vous les immergiez dans une solution d'alun. Ces yeux conserveront l'image de la fenêtre avec ses barres transversales et ses ouvertures éclairées. Mais, dans l'état normal des choses, nos yeux ne gardent pas les images... il y en aurait trop, d'ailleurs. L'œil géant dont nous parlons conserve tout ce qu'il a vu. Il n'y a qu'à changer la rétine.
Ainsi, d'abord, cet œil voit plus vite et mieux et sans fatigue. On photographie aujourd'hui les éclairs, que l'on peut étudier ensuite à loisir sur les clichés, et qui montrent les titanesques batailles de l'étincelle électrique franchissant l'océan aérien et y rencontrant mille obstacles, mille résistances de tout ordre qui font varier sa route et lui impriment souvent les mouvements les plus désordonnés. On photographie un cheval au galop, qui subitement se trouve immobilisé, on photographie un train express, on photographie le boulet de canon et l'obus surpris, arrêtés sur leur trajectoire.
Oui, cette rétine artificielle voit plus vite et mieux. Et, par une propriété absolument contraire, elle sait pénétrer en des abîmes où nous ne voyons et ne verrions jamais rien. C'est peut-être même ici sa faculté la plus stupéfiante encore.
Mettons l'œil, par exemple, à l'oculaire d'une lunette dont l'objectif mesure 30 centimètres d'ouverture: ce sont là actuellement les meilleurs instruments comme usage pratique des observatoires.
Dans cette lunette de 30 centimètres de diamètre et de 3 mètres et demi de longueur, nous découvrons les étoiles jusqu'à la quatorzième grandeur, c'est-à-dire environ 40 millions d'astres de toute nature.
Maintenant, remplaçons notre œil par la rétine photographique. Instantanément les étoiles les plus brillantes viendront frapper la plaque et y marquer leur image. Cinq millièmes de seconde suffiront pour une étoile de première grandeur, une centième de seconde pour les étoiles de deuxième grandeur, trois centièmes de seconde pour celles de troisième, et ainsi de suite, suivant la proportion établie plus haut.
En moins d'une seconde, l'œil photographique a vu tout ce que nous pouvons apercevoir à l'œil nu.
Mais ce n'est rien encore. Les étoiles télescopiques visibles dans l'instrument vont également frapper la plaque et y inscrire leur image. Celles de la septième grandeur emploieront une seconde un tiers à l'impressionner, celles de la huitième grandeur demanderont trois secondes, celles de la neuvième huit secondes, celles de la onzième grandeur cinquante secondes, celles de la douzième demanderont deux minutes, celles de la treizième cinq minutes, et enfin celles de la quatorzième, treize minutes.
Si nous avons laissé notre plaque exposée pendant un quart d'heure, nous trouverons photographiée sur cette plaque toute la région du ciel vers laquelle la lunette était dirigée, et tout ce que cette région possède, tout ce qu'avec une peine infinie nous serions parvenus à découvrir, à mesurer, par une série d'observations très laborieuses et très longues. Un nombre suffisant d'appareils braqués de manière à embrasser le ciel tout entier fixera, comme nous venons de le voir, en une carte immense tout ce que l'astronomie d'observation peut étudier, et ce que l'on n'aurait pu obtenir qu'en plusieurs siècles.
Mais voici seulement où commence le merveilleux.
Laissons l'œil photographique regarder au lieu du nôtre: il pénétrera dans l'inconnu. Les étoiles invisibles pour nous deviennent visibles pour lui. Au bout de trente-trois minutes d'exposition, les étoiles de la quinzième grandeur auront fini par impressionner la rétine chimique et y former leur image.
Le même instrument qui montre à l'œil humain les astres de la quatorzième grandeur et qui, dans le ciel entier, enregistrerait environ 40 millions d'étoiles, en montre à l'œil photographique 120 millions dès la première réquisition pour obtenir la quinzième grandeur. Il atteindrait la seizième à la seconde réquisition, en une heure vingt minutes de pose, et jetterait sous l'admiration éblouie du contemplateur une poussière lumineuse de 400 millions d'étoiles!...
Jamais encore, dans toute l'histoire de l'humanité, on n'a eu en mains la puissance de pénétrer aussi profondément dans les abîmes de l'infini. Avec les perfectionnements nouveaux, la photographie prend nettement l'image de chaque astre, quelle que soit sa distance, et elle la fixe en un document que l'on peut étudier à loisir. Qui sait si quelque jour, dans les vues photographiques de Vénus ou de Mars, une nouvelle méthode d'analyse n'arrivera pas à découvrir les habitants! Et sa puissance s'étend jusqu'à l'infini. Voilà une étoile de quinzième, de seizième, de dix-septième grandeur, un soleil comme le nôtre, éloigné à une telle distance de nous que sa lumière emploie des milliers, peut-être des millions d'années à nous parvenir, malgré sa vitesse inouïe de trois cent mille kilomètres par seconde, et ce soleil gît à une telle profondeur que sa lumière ne nous arrive pour ainsi dire plus. Jamais l'œil naturel de l'homme ne l'aurait vu, jamais l'esprit humain n'en aurait deviné l'existence sans les instruments de l'optique moderne. Et voilà que cette faible lumière venue de si loin suffit pour impressionner une plaque chimique qui en conservera inaltérablement l'image.
Et cette étoile pourrait être du dix-huitième, du vingtième ordre et au-dessous, si petite que jamais les yeux humains, aidés même des plus puissants pouvoirs télescopiques ne la verront (car il y aura toujours des étoiles au-delà de notre vision). Et pourtant elle viendra frapper, de sa petite flèche éthérée, la plaque chimique exposée pour l'attendre et la recevoir.
Oui, sa lumière aura voyagé pendant des millions d'années. Lorsqu'elle est partie, la terre n'existait pas, la terre actuelle avec son humanité; il n'y avait pas un seul être pensant sur notre planète; la genèse de notre monde était en voie de développement; peut-être seulement, dans les mers primordiales qui enveloppaient le globe avant le soulèvement des premiers continents, les organismes primitifs élémentaires se formaient-ils au sein des eaux, préparant lentement l'évolution des âges futurs. Cette plaque photographique nous fait remonter à l'histoire passée de l'univers. Pendant le trajet éthéré de ce rayon de lumière qui vient aujourd'hui frapper cette plaque, toute l'histoire de la terre s'est accomplie, et dans cette histoire, celle de l'humanité n'est qu'une onde, qu'un instant. Et, durant ce temps, l'histoire de ce lointain soleil qui se photographie aujourd'hui s'est accomplie aussi: peut-être est-il éteint depuis longtemps, peut-être n'existe-t-il plus...
Ainsi cet œil nouveau qui nous transporte à travers l'infini nous fait en même temps remonter les stades de l'éternité passée.
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L'infini! l'éternité! L'astronomie contemporaine nous y plonge et nous y noie. Quelle mesure en pouvons-nous prendre? En volant avec la vitesse de l'éclair, nous emploierions des millions d'années pour atteindre les régions où brillent ces univers lointains; mais, transportés là, nous n'aurions réellement pas avancé d'un seul pas vers les limites de l'espace, car l'espace est sans bornes, l'infini est sans mesures, et partout, dans toutes les directions, il y a tant d'univers, tant de soleils consécutifs, que si nous laissions la plaque photographique assez longtemps exposée, elle finirait par se couvrir de points lumineux contigus et serrés au point de ne plus former qu'un ciel d'éblouissante lumière. Car, partout, en quelque point que nous dirigions notre rayon visuel, il y a une infinité de soleils les uns derrière les autres.
Et nous vivons sur l'un de ces mondes, sur l'un des plus médiocres, en un point quelconque de l'immensité sans bornes, éclairés par l'un de ces innombrables soleils, dans un horizon restreint, véritable cocon de ver à soie, ignorant toutes les causes, éphémères d'un instant, nous pénétrant d'une illusoire vue du monde, ne voyant presque rien, d'ailleurs, assez minuscules pour nous imaginer que nous connaissons quelque chose, nous flattant même, avec un béat sentiment d'orgueil, de dominer la nature, fiers d'une illusion prise pour la réalité. Nous tranchons les questions. Nous nous déclarons matérialistes sans connaître un mot de l'essence de la matière, spiritualistes sans connaître un mot de la nature de l'esprit; mais au fond de tout être pensant le scepticisme demeure, parce que nous sommes incapables de rien apprécier.
Notre minuscule planète perdue est encore trop vaste pour notre conception, car nous avons inventé le patriotisme de clocher, et toute l'organisation des divers groupes sociaux qui se partagent le globe est fondée sur les armes.
Ah! l'astronome souhaiterait que les conducteurs de peuples, les législateurs, les politiciens, eussent la faculté de pouvoir regarder une carte céleste et la comprendre. Cette calme contemplation serait peut-être plus utile à l'humanité que tous les discours diplomatiques. Si l'on savait combien la terre est minuscule, peut-être cesserait-on de la couper en morceaux. La paix régnerait sur le monde, la richesse sociale succéderait à la ruineuse, honteuse et infâme folie militaire, les divisions politiques s'effaceraient, et les hommes pourraient seulement alors s'élever librement dans l'étude de l'univers, dans la connaissance de la nature, et vivre des jouissances de la vie intellectuelle. Hélas! nous n'en sommes pas là; et l'œil photographique révélera bien des mystères célestes avant que l'œil humain voie la raison et la science établir leur règne sur notre petite boule tournante.
Camille Flammarion.