Rouages |
Le
mouvement diurne*
Le mouvement diurne apparent est la révolution
que les astres semblent effectuer autour de la Terre supposée immobile;
cette révolution fait que les étoiles, les planètes, le Soleil et la
Lune semblent se lever à l'Est, s'élever au-dessus de l'horizon jusqu'Ã
leur point culminant qu'ils atteignent au milieu de leur rotation, puis
redescendent et disparaissent à l'Ouest, au-dessous de l'horizon (les
étoiles circumpolaires restent toujours au-dessus de l'horizon, participent
au mouvement général des astres qui se lèvent et se couchent). Ce mouvement
est rétrograde.
L'arc
et le cercle diurnes - L'arc diurne est le nombre de degrés que semble
décrire un astre entre son lever et son coucher. Le cercle diurne est
le cercle dont un astre semble décrire la circonférence par suite du
mouvement diurne.
Parmi les astres, la plupart conservent entre
eux les mêmes positions relatives : leurs configurations restent les mêmes;
ce sont les étoiles dites fixes. Car tout se passe comme si ces étoiles
étaient fixées à une sphère solide, qui tournerait d'orient en occident
autour d'un de ses diamètres, qu'on appelle l'axe du monde.
Axe
du monde* - On parle d'axe du monde pour désigner l'axe imaginaire
qui traverse la Terre et intersecte sa surface
et la sphère céleste à leurs pôles
géographiques et célestes, respectivement, Nord et Sud. C'est donc l'axe
de rotation de notre planète.
A la surface de cette sphère idéale d'un
très grand rayon, qu'on appelle la sphère
céleste, imaginons une étoile. Il sera facile, suivant sa position,
de reconnaître si elle est circumpolaire, si elle reste douze heures sur
l'horizon, on bien n'y paraît pas du tout. Pour les étoiles, le mouvement
diurne consiste en ce qu'elles décrivent, sans changer de position relative,
des circonférences parallèles dont les centres sont sur une même droite
qui passe toujours à proximité de l'étoile polaire du moment.
D'autres astres, tels que le Soleil, la
Lune, les planètes, les comètes, tout en participant au mouvement diurne,
ne conservent pas les mêmes positions relatives entre eux, ni à l'égard
des étoiles. On dit alors qu'indépendamment de ce mouvement diurne, ils
possèdent un mouvement propre.
Le mouvement diurne de la sphère céleste
est parfaitement uniforme. Chaque étoile décrit son parallèle dans le
même temps, et ce temps est rigoureusement le même à toutes les époques
de l'année; il n'a pratiquement pas varié depuis les siècles les plus
reculés, témoignant ainsi de la rotation, à peu de chose près, constante
de notre planète.
Soulignons, pour terminer, que les lois
du mouvement diurne ne s'observent rigoureusement, comme nous les avons
énoncées, qu'en tenant compte de la réfraction.
De plus, les étoiles ne sont pas absolument fixes, comme le croyaient
les Anciens, elles se déplacent sensiblement les unes par rapport aux
autres, mais de très petites quantités. Et c'est d'ailleurs, la très
petite valeur de leur mouvement propre qui explique que la figure des constellations
n'ait varié que très imperceptiblement au cours de l'histoire
humaine. Un grand nombre d'autres corps parcourent le ciel tout en participant
au mouvement diurne. Les astres ne forment donc pas un système solide,
comme le suppose la conception de la sphère céleste; leurs distances
sont d'ailleurs très différentes et variables pour un même astre. Ces
considérations ont conduit naturellement à douter de la réalité du
mouvement du ciel, et à chercher à expliquer les apparences, en attribuant
à la Terre un mouvement de sens contraire autour d'une droite parallèle
à l'axe du monde. Cette explication du mouvement diurne par la rotation
de la Terre rend compte tout aussi bien de l'ensemble des phénomènes
que nous avons décrits. Elle est plus facile à concevoir mécaniquement;
enfin, il en existe des preuves directes. (E. R. / D. G.
S.).-
-
La rotation
de la Terre
Les
étoiles ne tournent pas réellement autour de la Terre, venons-nous de
dire, leur mouvement diurne n'est qu'une apparence produite par le mouvement
de rotation de la Terre.
Cette
proposition qui ne pose aujourd'hui aucun problème a été dans le passé
l'objet de débats. L'Antiquité connut ainsi déjà ses partisans de la
rotation terrestre, Héraclide du Pont
et Aristarque de Samos.
Au Moyen Âge, leurs thèses furent encore discutées par Buridan
et Oresme,
puis, Ã partir la Renaissance, la cosmologie copernicienne (Copernic),
reprenant d'ailleurs certains arguments avancés au Moyen Âge, installe
les bases de la vision qui s'imposera finalement au XVIIe siècle, même
si c'est au prix de quelques convulsions comme le procès de Galilée.
Parmi les arguments qui ont été produits historiquement en faveur de
la rotation de la Terre, on ne citera que les principaux :
+
Le premier repose sur l'invraisemblance de la révolution réelle des astres
selon ce que montre le mouvement diurne. Eu égard à leurs distances,
il faudrait que les étoiles se déplacent à des vitesses gigantesque
pour parvenir à boucler un tour en une seule journée; il faudrait aussi
pouvoir expliquer pourquoi toutes sont animées exactement du même mouvement.
+
Le second argument repose sur une analogie : les autres planètes, le Soleil,
la Lune, les étoiles, notre Galaxie, etc., tournent sur eux-mêmes. Il
est difficile de croire que la Terre échapperait à cette règle.
+
Enfin, il existe des arguments de nature dynamique. Nous citerons la diminution
de la pesanteur à la surface de la Terre quand on descend du pôle vers
l'équateur, qui ne peut être attribuée qu'à l'augmentation de la force
centrifuge due à la rotation de la Terre; nous citerons encore la forme
même de la Terre renflée à l'équateur, aplatie vers les pôles, l'existence
des vents alizés, l'enroulement des perturbations atmosphériques, mais
aussi la belle expérience de Foucault
sur le mouvement du pendule, réalisée seulement en 1851, et considéré
comme l'argument le plus probant.
En première
approche, on pourra dire que la Terre tourne sur elle-même autour d'un
axe central d'un mouvement uniforme dont la durée de 24 heures définit
la longueur du jour. A y regarder de plus près, l'axe de rotation de notre
planète évolue cycliquement d'orientation, selon diverses périodes,
ce qui explique en particulier les phénomènes dit de précession
solaire et de nutation. Et l'on
peut même constater, par le mouvement
du pôle, que la Terre n'est pas fixe par rapport à cet axe. De plus
la durée de la rotation est légèrement variable, comme l'avait déjÃ
envisagé Newton
et soupçonné Lalande.
Elle connaît d'infimes à -coups, sans doute explicables par des causes
internes (mouvements tectoniques, phénomènes liées au champ magnétique
terrestre), et surtout un ralentissement séculaire, imputable, lui, Ã
l'action de la Lune, explicable par un effet de
marée,
et mis en évidence notamment par les rapports des anciennes éclipses
et par certains fossiles. Ces diverses variations, importantes sur de longues
périodes, sont toutefois suffisamment petites à l'échelle humaine pour
justifier qu'on puisse les négliger la plupart du temps. Ainsi, le ralentissement
séculaire est-il évalué à un peu moins de 2 millisecondes par jour.
Depuis 1972, ce décalage (ainsi que celui qui résulte de la différence
de longueur entre le jour civil, mesuré par les horloges atomique, et
le temps de rotation de la Terre) est compensé régulièrement en ajoutant
ou retranchant une seconde à la durée de l'année.
Terminons
en notant que la vitesse d'un point à la surface de la Terre du fait de
la rotation de celle-ci varie en fonction du cosinus de la valeur absolue
de la latitude. A l'équateur
elle prend la valeur maximale de 465 m/s; aux latitudes de Shanghai, du
Caire,
de Porto Alegre ou de Durban (30°), elle est de 400 km/s environ; à celles
de Montréal, de Belgrade ou de Vladivostok (45°), elle avoisine les 330
km/s; et elle est bien sûr nulle aux pôles géographiques.
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Le lever et le
coucher des astres
Les levers et couchers d'un astre
sont en premier lieu les moments où l'astre apparaît ou disparaît, respectivement,
sous l'horizon, du fait du mouvement
diurne. Ces termes désignent également les dates de l'année
à laquelle ont lieu la première apparition ou disparition d'un astre.
Les positions relatives des étoiles
dans le ciel (La
sphère céleste) restent sensiblement fixes, les points de l'horizon
où on les voit se lever ou coucher ne changent pas, si ce n'est à un
long intervalle de temps, par l'effet de la précession
des équinoxes. Il en est autrement du Soleil,
de la Lune et des planètes,
qui se déplacent parmi les étoiles en vertu de leur mouvement
propre. Ainsi, du solstice d'hiver
au solstice d'été, le Soleil se lève et
se couche en des points de plus en plus rapprochés du Nord; le contraire
a lieu du solstice d'été au solstice d'hiver. Aux équinoxes,
ce point de lever et de coucher se trouve sur la perpendiculaire à la
méridienne,
et il fixe ce qu'on appelle proprement le levant, l'est ou l'orient, dans
le cas du lever, et le couchant, l'ouest ou l'occident dans le cas du coucher.
Des noms ont été donné dans le passé
à certains levers et couchers d'étoiles, en relation avec les levers
et couchers du Soleil. Ils s'agissait de ce qu'on appelait les levers
et couchers cosmiques, acronyques et héliaques. On les a qualifié aussi
couramment de levers (et couchers) poétiques, parce
que ces termes sont fréquemment employés dans les oeuvres d'Hésiode
et dans les Fastes
d'Ovide
:
Lever
et coucher cosmiques - Quand une étoile se lève ou se couche en même
temps que le Soleil, cela s'appelait le lever ou le coucher cosmique.
Il est évident que, dans l'un comme dans l'autre cas, l'étoile est elle-même
absolument invisible à cause de l'éclat des rayons du Soleil.
Lever
et coucher acronyques (ou acronique) - On nommait lever acronyque
l'instant où l'étoile se lève quand le Soleil se couche, et coucher
acronyque l'instant où l'étoile se couche, quand le Soleil se lève.
Ces expressions sont les opposées du lever et du coucher cosmiques, et
pourraient tout aussi bien se remplacer par celles delever et de
coucher du soir. On notera que pour qu'une étoile fût visible dans de
telles conditions, il faudrait non seulement un horizon exceptionnellement
pur, sans trop de lueur crépusculaire, mais
il faudrait encore que l'étoile fût de particulièrement brillante.
Lever
et coucher héliaques* - Les anciens astronomes donnaient le nom de
lever
héliaque au lever d'un astre, lorsque cet astre, après avoir été
en conjonction avec le Soleil, et par conséquent invisible (l'éclat du
Soleil empêchant de l'apercevoir), se levait assez tôt avant ce dernier
pour être visible à l'orient, dans le crépuscule du matin. Ils appelaient
coucher
héliaque, l'immersion d'un astre dans les rayons du soleil, qui rendaient
cet astre invisible, ou la disparition d'un astre à l'horizon occidental
après le coucher du Soleil. Ce genre d'observation, facile à faire avec
une bonne vue et un horizon libre, constitue le fond de l'astronomie des
anciens. C'est sur les levers et les couchers héliaques des étoiles qu'ils
pensait que les dieux
réglaient les rythmes de la nature : l'ordre des travaux agricoles, comme
les temps propres à la navigation; en Égypte, c'était le lever héliaque
de Sirius (Grand Chien), aussi appelé lever sothiaque*,
qui marquait le début de l'année.
Les astres circumpolaires*
Un astre ou une
constellation
sont dits circumpolaires lorsqu'ils restent toujours au-dessus de
l'horizon, au cours du mouvement diurne. Cette
caractéristique dépend de la distance angulaire de l'astre au pôle
céleste et de la
latitude de l'observateur
: un astre est circumpolaire quand la distance de cet astre au pôle est
moindre que la hauteur du pôle au-dessus de l'horizon.
Une étoile circumpolaire passe deux fois par jour sidéral au méridien
: une première fois en allant de l'est à l'ouest, dans l'hémisphère
Nord. C'est son passage supérieur; une seconde fois en allant au contraire
de l'ouest à l'Est, c'est son passage inférieur. Aux latitudes les plus
élevées, les objets du Système solaire peuvent aussi être circumpolaires,
c'est le cas notamment du Soleil (au-delà du cercle polaire (Nord
et Sud), c'est-à -dire de 66° 33', et même dès
66°, du fait de la réfraction atmosphérique), qui alors, donne lieu
au phénomène du Soleil de minuit.
-
Hut
Point, minuit, le 27 mars 1911 (Dernière expédition de Scott).
Le soleil de minuit ressemble à un coucher de soleil ordinaire. C'est
l'endroit et le moment où cela se passe qui font toute la différence...
(Source
: NOAA Photo Library).
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Mise
en ordre |
Le
temps astronomique
Si les philosophes
apprennent qu'on ne peut définir le temps, on peut, par contre, le diviser
en partant de cette donnée que deux phénomènes égaux ont même durée,
et on peut aussi conséquemment le mesurer. La seconde, qui est l'unité
de temps adoptée aujourd'hui, a été définie à partir de phénomènes
atomiques à l'occasion de la treizième conférence internationale des
poids et mesures qui s'est tenue en 1967 : une seconde correspond
à la durée de 9192 631 770 périodes de la radiation correspondant Ã
la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental du
césium-133. Auparavant, les phénomènes célestes étaient la base de
cette définition, et les astronomes distinguent, d'ailleurs toujours aujourd'hui,
suivant que la base prise est ou la marche du Soleil;
ou sa marche moyenne, ou celle des étoiles, différentes
façons de mesurer le temps, dont la pertinence dépend du contexte de
travail. On définit ainsi en particulier, à côté de mesures du temps
qui reposent sur la durée de la révolution de la Terre
autour du Soleil (L'Année
et les saisons), des mesures basées sur sa période de rotation :
le temps vrai ou solaire, le temps moyen, le temps sidéral. On y ajoutera
le temps civil, qui se rapproche du temps moyen, et le temps lunaire.
Ces temps, cadencés
par le mouvement diurne, s'expriment en jours* solaires, jours moyens et
jours sidéraux, etc., lesquels se divisent tous en 24 heures, puis chaque
heure 60 minutes, et chaque minute en 60 secondes. Le jour se définit
par l'intervalle entre deux passages supérieurs consécutifs d'un astre
au méridien d'un lieu donné. La durée de cet intervalle dépendra de
l'astre considéré. Celui-ci peut être réel (Soleil, étoile, Lune,
etc.) ou fictif (position moyenne du Soleil, point
vernal, etc.).
Le jour solaire
vrai.
Le jour solaire vrai
est l'intervalle de temps compris entre deux passages consécutifs du soleil
au même méridien. Il est très variable : d'une part, en effet,
la vitesse du Soleil sur l'écliptique est
elle-même variable, diminuant du périgée Ã
l'apogée pour augmenter, au contraire, de l'apogée,
au périgée; d'autre part, du fait de l'obliquité
de l'écliptique, deux arcs égaux de cette courbe déterminent sur l'équateur,
lorsqu'on les y projette, des arcs inégaux, et ils emploient conséquemment
des temps. inégaux à passer au méridien. Le jour solaire le plus long
est le 23 décembre; le plus court est le 16 septembre.
Jour solaire moyen.
Le jour solaire
moyen est la moyenne d'un très grand nombre de jours solaires vrais. Le
temps moyen auquel dont il est l'unité a été imaginé pour remédier
à l'inégalité des jours solaires vrais. Il est réglé sur l'hypothèse
de deux soleils fictifs : le premier, parcourant l'écliptique d'un mouvement
uniforme, - ce qui corrige l'inégalité de vitesse du Soleil vrai, et
passant en même temps que ce dernier au périgée et à l'apogée; le
second, le Soleil moyen, parcourant l'équateur avec la même vitesse que
le premier parcourt l'écliptique, - ce qui corrige l'obliquité de celle-ci,
- et passant en même temps que lui à l'équinoxe. Le mouvement du Soleil
moyen est ce qu'on appelle le mouvement solaire moyen et, du fait même
de l'uniformité de ce mouvement, du fait que le Soleil moyen parcourt
l'équateur avec une vitesse constante, l'intervalle entre deux passages
consécutifs de ce soleil au méridien d'un même lieu est ce jour solaire
moyen (également appelé jour moyen) aussi, constant.
La différence entre
l'heure moyenne, telle qu'elle se trouve déterminée par le temps moyen,
et l'heure vraie, telle qu'elle résulte du temps solaire, est ce qu'on
appelle l'équation du temps :
Équation du
temps* (Équation
personnelle*). - L'équation de temps se définit
comme la durée qu'il faut ajouter « algébriquement »au temps moyen
pour le convertir en temps vrai. Autrement dit, il est la différence entre
le midi moyen et le midi vrai, le midi moyen étant donné par le passage
au méridien d'un soleil fictif parcourant l'équateur d'un mouvement uniforme
en partant du point vernal, origine des ascensions droites, en même temps
que le soleil vrai, pour arriver à l'équinoxe de printemps de l'année
suivante juste au même moment. C'est aussi la correction qu'il convient
d'appliquer à l'heure donnée par les cadrans solaires pour obtenir l'heure
moyenne. Elle résulte de deux types de variations, dont elle est la somme.
La première, dite équation de cendre, a une période
annuelle et s'explique par l'excentricité de l'orbite terrestre (en vertu
de la deuxième loi de Kepler, la Terre ne parcourt
pas son orbite toujours à la même vitesse). La seconde, aussi appelée
équation de l'inclinaison de l'écliptique, obéit à une période bisannuelle,
et s'explique par l'obliquité de l'axe terrestre. Il s'ensuit que l'équation
du temps est nulle quatre fois par an vers les époques suivantes : 16
avril, 15 juin, 2 septembre et 25 décembre; elle passe par son maximum,
16 mn 20 s, vers le 4 novembre. Notons au passage que l'on peut avoir,
par ailleurs, à une ou deux minutes près, l'heure moyenne à midi vrai
en, prenant le milieu entre les heures moyennes du lever et du coucher
du Soleil.
Évolution
de l'équation du temps au cours de l'année.
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Le jour civil
A côté du temps
moyen véritable et venant s'y superposer, on a défini jusqu'en 1960 sur
des bases astronomiques, un temps civil, ou temps moyen officiel, qui résultait
de l' « unification de l'heure », et substituait à l'heure locale une
ou plusieurs heures légales, définies par le système des fuseaux horaires
(et par la prise en compte éventuelle d'heures d'été et d'heures d'hiver).
Le jour civil, pris pour unité, se calquait par sa durée sur le
jour solaire moyen, avec un décalage de 12 heures
(temps civil = temps moyen +12), et est l'intervalle de temps que
la Terre doit mettre pour faire un tour complet sur elle-même, lorsque
l'on suppose qu'elle est animée d'une vitesse moyenne invariable, et qu'elle
exécute 365,2425 révolutions dans une année moyenne du calendrier
grégorien. On peut rattacher une autre définition à celle du temps civil,
celle du temps universel :
Le temps
universel (T.U.) - C'est le temps civil de Greenwich, qui joue un rôle
particulier, du fait que les longitudes sont comptées à partir du méridien
de Greenwich.
Le temps civil, désormais défini par le
temps des horloges atomiques, est appelé temps universel coordonné
(TUC). Le jour TUC est d'environ 0,9 seconde plus long que le jour moyen.
Ajoutons que les
jours civils sont regroupés en semaines, périodes
de sept jours, et en mois, de durées variables,
mais qui rassemblent en général entre 28 et 31 jours.
Le jour sidéral.
Le jour sidéral,
unité de mesure du temps sidéral, est la durée mesurée par les passages
successifs du point vernal au méridien, instant où l'on compte 0 heure.
La durée de l'intervalle jusqu'au passage suivant est donc le jour sidéral.
Le jour sidéral est pratiquement constant. Il est toujours un peu moins
long que le jour solaire : pendant qu'en effet notre globe accomplit une
révolution complète sur son axe, le Soleil parcourt sur l'écliptique
un certain arc dans le sens de son mouvement propre, c.-Ã -d. en sens contraire
du mouvement diurne des étoiles, et il met, par suite, un peu plus d'un
jour sidéral pour revenir au méridien. e jour sidéral est aussi plus
court que le jour moyen; la différence, - constante, puisque le jour sidéral
et le jour moyen ont l'un et l'autre une durée uniforme, - est de 3 mn
55,91 s de temps moyen, en sorte que la durée du jour sidéral, exprimée
en temps moyen, est de 23 h 56 mn 4,09 s. Sous forme de fraction décimale;
le rapport du jour moyen au jour sidéral est égal à 1,0027379091.
-
Translation
et rotation de la Terre
(jour
sidéral et jour solaire).
Le jour stellaire.
Le jour stellaire,
qui est l'unité du temps stellaire, est très proche du jour sidéral.
Il mesure la durée entre par les passages successifs d'une même
étoile, au non plus du point vernal, au méridien d'un même lieu. En
raison de la précession des équinoxes, le point vernal se déplace d'environ
50" par dans la ligne des écliptiques : le jours stellaire est donc plus
court de 0,008 s que le jours sidéral.
Le Jour lunaire.
Le jour lunaire
est l'intervalle de temps compris entre deux passages consécutifs de la
Lune
au même méridien. Il est plus long de cinquante-deux minutes environ
que le,jour solaire moyen. Cela correspond à l'intervalle qui sépare
deux marées consécutives en un même lieu, puisque les marées
sont surtout dues à l'action de la Lune sur les eaux de la mer.
Les
carrefours de la journée
Le jour et la
nuit
Lorsque l'on considère la période pendant
laquelle le Soleil est au-dessus de l'horizon, on parle du jour naturel.
Le terme s'oppose à la nuit, dont il est séparé par le crépuscule,
un intervalle de durée plus ou moins longue qui
précède le lever ou suit le coucher du Soleil. Le milieu du jour s'appelle
midi, le milieu de la nuit, minuit.
Le jour naturel. - On appelle
jour naturel, par opposition à la nuit, l'espace de temps pendant lequel
le Soleil reste au-dessus de l'horizon. Le jour varie en raison inverse
de la nuit, et que, deux fois seulement par année, aux équinoxes, sa
longueur est égale à celle de celle dernière.
La nuit. - La nuit est, par opposition
au jour, dont elle forme le complément, l'intervalle de temps compris
entre le coucher et le lever du Soleil. Pourtant, il ne fait réellement
nuit, au sens propre du mot, qu'assez longtemps après le coucher du Soleil,
et il cesse de faire nuit bien avant son lever; la lumière indécise,
intermédiaire entre le jour et la nuit, constitue, le soir, le crépuscule,
et le matin, l'aurore (ou crépuscule du matin).
-Les Grecs
désignaient la réunion de ces deux portions de la durée par le mot de
nycthémère, qui n'a pas de terme correspondant en français.
De temps
immémorial le nycthémère a été partagé en 24 parties ou heures, mais
plusieurs peuples de l'Antiquité ont suivi, du moins pendant un certain
temps, une division toute différente.
Ainsi, dans les poèmes
homériques, le jour naturel est divisé en 3 parties seulement. La première,
èôs,
commençait avec le lever du Soleil et durait tant que la lumière de cet
astre semblait augmenter, c.-Ã -d. jusqu'Ã midi. La seconde, meson
hèmar, était le moment où, parvenu au plus haut point de sa course,
le Soleil paraît suspendre son mouvement. Enfin, la troisième était
appelée deilè ou deieion hèmar, parce que c'est effet
après midi que la température est le plus élevée. La dernière partie
du deilè était quelquefois désignée par les mots poti esperan
ou boulutos. Après l'époque d'Homère,
la première et la seconde partie de la journée furent divisées chacune
eu deux parties. La première moitié du matin fut appelée prôi
ou prôi tès hèmeras, et la seconde plèthiusès tès agoras,
ou peri plèthousan agoran. Le meson hèmar d'Homère reçut
le nom de peièmbria, de meson hèmeras, ou de mioèhémera,
et comprit comme précédemment le milieu du jour. Quant aux deux parties
de l'après-midi, elles furent appelées deilè prôiè ou prôia,
et deilè oyiè ou oyia.
Durant les premiers
siècles de leur histoire, les Romains divisèrent, comme les Grecs, le
jour proprement dit en 3 parties, mane, meridies, et suprema
(sous-entendu tempestas). Néanmoins la division la plus généralement
suivie à Rome
était celle qui partageait le jour en deux moitiés, tempus ante meridianum
et tempus post meridianum (temps avant midi, temps après midi),
midi étant simplement considéré comme le point de séparation des deux
moitiés de la journée.
La
longueur moyenne du jour naturel
au
solstice de juin en fonction de la latitude.
Le crépuscule.
Le crépuscule correspond en premier lieu
à lueur dans le ciel qui suit le coucher du Soleil ou qui précède son
lever. Celle-ci est causée l'éclairement des couches supérieures de
l'atmosphèrepar le Soleil déjà (ou encore)
sous l'horizon. Le crépuscule du matin est appelé aurore ou aube. Par
extension, le crépuscule est également un intervalle de temps qui précède
ou suit immédiatement la traversée du plan de l'horizon par le Soleil.
Selon la latitude du lieu et le moment de l'année, le crépuscule peut
également entièrement supplanter la nuit. Ainsi, dans les régions polaires,
y a-t-il de longues nuits de plusieurs mois, qui sont aussi la plupart
du temps de longs crépuscules. Bien sûr ces durées sont variables au
fil de l'année parce que la course du Soleil n'est pas toujours inclinée
de la même façon.
Dans la pratique trois définitions du
crépuscule sont couramment adoptées :
Le crépuscule
civil a été introduit pour définir le moment le moment où la clarté
a suffisamment baissé pour qu'il soit nécessaire de recourir à l'éclairage
urbain. On a convenu ainsi qu'il dure tant que le Soleil est situé Ã
moins de 6° sous l'horizon, en tenant compte de la réfraction atmosphérique,
qui élève celui-ci d'une hauteur approximative de 36", lorsqu'il est
à l'horizon. Aux latitudes supérieures à environ 58°, il existe une
période de l'année où le crépuscule civil du soir se termine exactement
quand commence le crépuscule civil du matin, et pendant laquelle, il ne
fait jamais complètement nuit. Ce moment si particulier nourrit l'imaginaire
des pays nordiques sous le nom de nuits blanches.
Le crépuscule
astronomique, dont la définition repose sur le besoin de situer le
moment à partir duquel la nuit sera suffisamment noir pour offrir des
conditions d'observation des astres optimales, dure tant que le Soleil
est situé à moins de 18° sous l'horizon, en tenant compte ici encore
de la réfraction. Aux latitude supérieures à environ 49°, il existe
une période de l'année où le crépuscule astronomique du soir se termine
exactement quand commence le crépuscule astronomique du matin, et pendant
laquelle, il fait nuit, mais la nuit n'est pas totale, et l'on ne peut
pas voir les étoiles les plus faibles. Le phénomène est déjà sensible
au solstice d'été à la latitude de Paris (48° 52').
Le crépuscule
nautique dure tant que la position du Soleil, corrigée de la réfraction
atmosphérique, est supérieure à 12° sous l'horizon. On estime que c'est
la condition pour que les formes générales des objets situés à terre
(ou sur mer) puissent encore être distinguées par beau temps.
Midi.
Le midi vrai, qui détermine le commencement
du jour solaire vrai est, en un lieu quelconque de la surface du globe,
l'instant précis du passage du centre du Soleil au méridien de ce lieu.
Il ne coïncide que quatre fois par an, à raison de la forme et de l'obliquité
de l'écliptique, avec le midi moyen ou midi civil, qui est le milieu du
jour solaire moyen - au moins dans les usages civils, par les astronomes
font partir le temps moyen, aussi bien que le temps vrai, de midi - et
sur lequel sont réglées les horloges; l'écart, ou équation du temps,
variable chaque jour, atteint jusqu'à un quart d'heure, tantôt en plus,
tantôt en moins. A son tour, l'instant du midi moyen varie, par définition
même, avec la longitude du lieu; ainsi, tandis qu'il est midi à Paris,
il est déjà 1 h 53 du soir à Saint-Pétersbourg et il n'est encore que
6 h 55 du matin à New York. Enfin, dans chaque pays (en France depuis
la loi du 15 mars 1891), il existe une heure légale unique, qui est généralement
celle d'un grand observatoire (en France, celui de Paris), en sorte que,
dans toutes les localités du pays, le midi légal est le midi moyen du
lieu de l'observatoire en question.
N.
B. - Midi est aussi synonyme de Sud (Le
repérage des astres).
Minuit.
C'est le moment
où le centre du Soleil se trouve dans la partie du Méridien qui est au-dessous
de l'horizon. C'est à ce moment où commence le jour civil, qui finit
au moment où le Soleil est de retour au même méridien, après une révolution
entière.
--
Au point
du jour...
L'instant du lever
et de coucher du Soleil, minuit et midi sont autant d'instants bien définis
qui se prêtent à servir de repères à partir desquels commencer le jour.
De fait, toutes les possibilités ont été explorées. Les Babyloniens,
les Assyriens, les Perses, etc. commençaient à compter le leur
du lever du Soleil; de sorte que c'était alors que commençait la première
heure. Cela se pratiquait encore à la fin du XIXe siècle à Majorque
et à Nuremberg. Dans l'Antiquité, les Athéniens et les Chinois le comptaient
plutôt du coucher du Soleil, comme se sera d'ailleurs encore le cas jusqu'au
début du XIXe siècle en Italie, en Pologne, en Autriche, et en Bohème,
et comme c'est encore aujourd'hui le cas dans l'organisation de certains
rituels religieux (Dans le Judaïsme,
par exemple).
De nos jours, cependant,
l'usage le plus général consiste à commencer le jour à minuit (commencement
du jour civil), comme le faisaient aussi les anciens Égyptiens et Romains.
Selon les pays et les habitudes, on comptera alors 12 heures jusqu'Ã Ã
midi, recommençant ensuite à compter 12 autres heures de midi à minuit,
ou bien on adoptera un décompte (le seul reconnu légalement) de 0 Ã
24 heures.
Hipparque
faisait lui aussi commencer ses jours à minuit. mais en général, les
astronomes, qui traditionnellement observent le ciel plutôt la nuit, il
leur est plus commode de commencer le jour à midi (ou vers midi, au passage
du Soleil au méridien). Ainsi le rapport d'une nuit d'observation ne se
retrouve-t-il pas scindé en deux dates différentes. Les astronomes (Ã
la manière qui était déjà celle de Ptolémée
et des anciens Arabes) comptent 24 heures de suite de midi jusqu'au midi
suivant, de sorte qu'après minuit, au lieu de recommencer à compter une
heure, 2 heures, etc., ils comptent 13 heures, 14 heures : ainsi, lorsque
le commun des mortels compte le 3 avril à 10 heures du matin, les astronomes
comptent le 2 avril à 22 heures.
Ajoutons que les
mots matin et soir peuvent aussi avoir des sens différents
selon les contextes. On utilisera ainsi le terme de matin pour désigner
l'intervalle entre minuit et midi, si l'on adopte une définition astronomique,
ou pour désigner l'intervalle entre le lever du Soleil et midi, dans le
cas où l'on envisage le jour naturel. Et la même remarque peut être
faite pour le mot soir qui sert à désigner, soit l'intervalle entre midi
et minuit, soit celui entre midi et le coucher du Soleil. |
Les
heures*
Les heures
sont des parties du jour. Elles se divisent elles-mêmes en 60 parties
égales, qu'on appelle minutes; les minutes en 60 parties égales, appelées
secondes; et les secondes, normalement en dixièmes, en centièmes de seconde,
etc. Mais on pourra également trouver chez les anciens auteurs une division
des secondes en 60 parties égales, que l'on nomme tierces; les tierces
en 60 parties égales, appelées quartes; les quartes en 60 parties égales,
nommées quintes, etc.
Comme le mot jour peut avoir plusieurs
sens, correspondant à des durées différentes, on comprend qui ce soit
aussi le cas pour les heures, qui par ailleurs, pour une définition donnée
du jour, peuvent représenter des modes de partition de la durée différents.
Les astronomes distinguent trois sortes
d'heures : l'heure solaire ou la vingt-quatrième partie du jour solaire
vrai; l'heure moyenne ou la vingt-quatrième partie du jours solaire moyen;
enfin l'heure sidérale ou la vingt-quatrième partie du jour sidéral.
Cette dernière a une durée constante; l'heure moyenne est plus longue
d'environ dix secondes; l'heure solaire de grandeur variable est peu usitée.
Comme la révolution apparente des astres s'effectue en vingt-quatre heures,
une heure de temps vaut donc 360° / 24 = 15°; pareillement, une
minute de temps. vaut 15' d'arc, une seconde de temps vaut 15" d'arc.
Lorsqu'on appelle jour la durée entière
de la révolution apparente du Soleil autour de la Terre, une heure en
est toujours la vingt-quatrième partie; mais lorsqu'on ne donne le nom
jour qu'à la durée de la présence du Soleil au-dessus de l'horizon (jour
naturel), comme le faisaient autrefois les Romains, dont le jour commençait,
on l'a dit, au lever du Soleil et finissait à son coucher, une heure était
seulement la douzième partie du jour. Ces dernières heures étaient inégales;
parce qu'on divisait toujours le jour en douze parties, et la nuit en douze
autres parties, quelle que fût la longueur de l'un et de l'autre. (Barré
/ D.V. / Brisson).
En Grèce,
la division du jour en cinq parties évoquée plus haut resta en usage
pendant toute l'Antiquité. Cependant, la division du jour en heures n'était
pas inconnue et fut couramment utilisée pour les travaux astronomiques.
Anaximandre,
suivant les uns Anaximène,
d'après les autres, l'avait faite connaître en même temps que le cadran
solaire babylonien, par lequel la jour était partagé en 12 parties ou
heures d'égale longueur. Romains, eux, ne commencèrent à employer la
division du jour en 12 heures qu'à l'époque où ils eurent à leur tour
connaissance du cadran solaire, c.-Ã -d. vers 291 av. J.-C. Plus tard,
quand Scipion Nasica (159 av. J. C.), eut fait
construire une clepsydre publique, l'un des officiers du préteur fut chargé
d'observer cet instrument, et d'annoncer la troisième, la sixième et
la neuvième heure, l'usage s'étant alors introduit de partager le jour,
ainsi que la nuit, en quatre parties, de 3 heures chacune. Leurs heures,
suivant un usage qui était déjà celui des Égyptiens
ou des Chaldéens
étaient consacrées, chacune, à une divinité en relation avec les astres.
Chez les anciens
peuples qui partageaient le nycthémère en 24 heures, plusieurs comptaient
ces 24 heures de suite, de une à 24. Les heures étaient égales entre
elles : ces heures égales sont désignées par Galien
sous le nom d'heures équinoxiales. D'autres, tels que les Grecs et les
Romains, quand ils adoptèrent cette manière de diviser le jour,
formaient deux groupes consécutifs, de 12 heures chacun, l'un pour le
jour proprement dit, c'est-à -dire pour le temps où le Soleil est visible
sur l'horizon; l'autre pour la nuit, c'est-Ã -dire pour le temps compris
entre le coucher et le lever de cet astre. Dans ce second système, les
heures étaient nécessairement inégales. En effet, non seulement elles
ne pouvaient avoir la même longueur dans les pays situés sous des latitudes
différentes, mais encore, dans le même lieu, elles augmentaient depuis
les équinoxes jusqu'aux solstices, et décroisaient depuis les solstices
jusqu'aux aux équinoxes. II n'y avait égalité entre les heures du jour
et celles de la nuit que deux fois par an, le 21 mars et le 23 septembre,
parce que, à ces deux dates, le jour et la nuit ont la même durée. Pour
éviter la confusion qui pouvait résulter de ces deux manières de compter
les heures, Ptolémée
avait soin, quand il calculait ses observations, de convertir les heures
du second système, qu'il appelait temporaires en heures équinoxiales.
La différence qui existe entre les deux espèces d'heures a été observée
pour la première fois par les astronomes de l'école d'Alexandrie.
Latitude
(Nord et Sud)
|
Exemples
(latitudes approximatives)
|
Jour
le plus long
|
Jour
le plus court
|
0°
|
Équateur, Libreville,
Kampala, Nairobi, Singapour,
Îles Galápagos, Quito
|
12 h 00 mn
|
12 h 00 mn
|
5°
|
Bogota, Cayenne, Abidjan,
Douala, Kinshasa,
Dar-es-Salaam, Bruneï,
Djakarta,
|
12 h 17 mn
|
11 h 43 mn
|
10°
|
Panama, Caracas, Recife,
Conakry, Luanda, Addis-Abeba, Djibouti, Mayotte, Ho-Chi-Minh, Port Moresby,
îles Marquises
|
12 h 35 mn
|
11 h 25 mn
|
15°
|
Guatemala, Martinique,
La Paz, Brasilia, Dakar, Lusaka, Khartoum, Sanaa, Manille, Bangkok
|
12 h 53 mn
|
11 h 07 mn
|
20°
|
Mexico, Antananarivo,
Djeddah, Réunion, Bombay,
Hanoï, Nouméa
|
13 h 13 mn
|
10 h 47 mn
|
25°
|
Tropiques (23° 27'),
Miami, La Havane, São Paulo, Johannesbourg, Louxor, Riyad, Qatar, Karachi,Taï-Peï
|
13 h 34 mn
|
10 h 26 mn
|
30°
|
Nouvelle Orléans, Porto
Alegre, Durban,
Le Caire, Koweit, Shanghaï,
Lhassa
|
13 h 56 mn
|
10 h 04 mn
|
35°
|
Los Angeles, Santiago,
Buenos Aires, Rabat, Le Cap, Chypre, Téhéran, Kaboul, Tokyo, Sydney,
Wellington,
|
14 h 22 mn
|
09 h 38 mn
|
40°
|
Denver, New-York, Valdivia,
Madrid, Ankara, Bakou, Tachkent, Pékin, Melbourne
|
14 h 51 mn
|
09 h 09 mn
|
45°
|
Montréal, Turin, Sébastopol,
Almaty
|
15 h 26 mn
|
08 h 34 mn
|
50°
|
Vancouver, Winnipeg,
îles Falklands, Kerguelen, Paris, Luxembourg, Prague, Kharkov, Volgograd,
|
16 h 09 mn
|
07 h 51 mn
|
55°
|
Cap Horn, Belfast, Copenhague,
|
17 h 07 mn
|
06 h 53 mn
|
60°
|
Anchorage, îles Orcades
du Sud et Shetland du Sud, îles Shetland, Bergen, Stockholm, Saint-Pétersbourg
|
18 h 30 mn
|
05 h 30 mn
|
65°
|
Fairbanks, Reykjavik,
Arkhangelsk
|
21 h 09 mn
|
05 h 21 mn
|
66° 33'
|
Cercles polaires,
Rovaniemi, Détroit de Béring,
Sation Dumont-Durville,
|
24 h 00 mn
|
00 h 00 mn
|
Durées
du jour le plus long et du jour le plus court de l'année pour différentes
latitudes.
|
|