Για χιλιάδες χρόνια, οι άνθρωποι έχουν παρατηρήσει τον Ερμή, την Αφροδίτη, τον Άρη, τον Δία και τον Κρόνο με γυμνό μάτι. Αλλά
Μαθηματικές Σχέσεις
Πριν ο Ισαάκ Νεύτων ανακαλύψει τους νόμους της βαρύτηταςΟι αστρονόμοι βρήκαν διαστημικά αντικείμενα χρησιμοποιώντας την όρασή τους και καταφεύγοντας στη βοήθεια ενός τηλεσκοπίου. Αλλά το έργο του κατέστησε δυνατή την εξέταση της σχέσης μεταξύ των ουράνιων σωμάτων του ηλιακού συστήματος με τη μορφή μαθηματικών εκφράσεων. Αυτό επέτρεψε στους αστρονόμους να κάνουν προβλέψεις για πλανήτες, κομήτες και άλλα αντικείμενα χρησιμοποιώντας καλά καθορισμένους τύπους.
Για παράδειγμα, αν η τροχιά του πλανήτη και της σελήνηςαντιστοιχούν στους νόμους του Νεύτωνα, αλλά όχι σε άμεσες παρατηρήσεις, τότε οι επιστήμονες μπορούν να υποθέσουν ότι κάποιο άγνωστο αντικείμενο ασκεί πρόσθετη βαρύτητα στο σύστημα. Για παράδειγμα, αυτό επέτρεψε στους αστρονόμους να συμπεράνουν για την ύπαρξη του Ποσειδώνα.
Ο πλανήτης Ποσειδώνας, που ανακαλύφθηκε το 1846 χρησιμοποιώντας πολλούς μαθηματικούς υπολογισμούς, όπως φάνηκε κατά τη διάρκεια της πτήσης του Voyager 2 το 1989. Πηγή: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Χρήση μαθηματικών υπολογισμών σχετικά με την επιρροήΗ βαρύτητα ενός άγνωστου αντικειμένου στην τροχιά του Ουρανού, ο Γάλλος μαθηματικός Urbain Le Verrier προέβλεψε την ύπαρξη του όγδοου πλανήτη του ηλιακού συστήματος.Αυτό συνέβη το 1846, και 143 χρόνια αργότερα, ο καθετήρας Voyager 2 παρατήρησε από πρώτο χέρι τον Ποσειδώνα.
Αναζήτηση για Vulcan
Το 1859 ο Λε Βεριέ χρησιμοποίησε το ίδιομαθηματικούς υπολογισμούς και προσπάθησε να εξηγήσει τη διαταραχή της τροχιάς του Ερμή. Πρότεινε ότι ο μικροσκοπικός πλανήτης Vulcan μπορεί να περιστρέφεται αρκετά κοντά στον Ήλιο ώστε να καλύπτεται από το ηλιακό φως, αλλά αρκετά μεγάλος ώστε να διαταράσσει την τροχιά του Ερμή.
«Αν πιστεύετε τη θεωρία της βαρύτητας του Ισαάκ Νεύτωνα, τότεη ανακάλυψη μιας ελαφριάς ταλάντωσης στη μέση της τροχιάς του Ερμή, η οποία δεν μπορεί να εξηγηθεί από την έλξη της Αφροδίτης ή της Γης, έχει μόνο μία ερμηνεία. Μπορεί να υπάρχει ένας άγνωστος πλανήτης ή μια ομάδα αστεροειδών που δεν μπορεί να παρατηρηθεί από τη Γη λόγω της εγγύτητάς της στον Ήλιο», δήλωσε ο Tom Levenson, καθηγητής επιστημονικής δημοσιογραφίας στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, σε συνέντευξή του στο National Geographic.
Φωτογραφία Ηφαιστείου: Wikimedia Commons
Αυτή η νέα θεωρία της τροχιακής ταλάντωσης του Ερμήσηματοδότησε την έναρξη της περιόδου της «ηφαιστειομανίας» στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Ερασιτέχνες αστρονόμοι και επαγγελματίες επιστήμονες έχουν πάει να αναζητήσουν τον υποτιθέμενο πλανήτη, και μερικοί μάλιστα ισχυρίστηκαν ότι τον είδαν με τα μάτια τους.
Η πρώτη από αυτές τις «παρατηρήσεις» έγινεΟ Γάλλος ερασιτέχνης αστρονόμος Edmond Modest Lescarbault το 1859. Δουλεύοντας σε ένα αυτοσχέδιο παρατηρητήριο που είχε στηθεί σε ένα υπόστεγο στην πίσω αυλή, έστρεψε το τηλεσκόπιό του στον Ήλιο και είδε αυτό που φαινόταν να είναι ένας μικροσκοπικός, στρογγυλός πλανήτης. Αργότερα, μοιράστηκε τις παρατηρήσεις του με τον Le Verrier και η φήμη του έπαιξε ρόλο - όλοι ήταν πεπεισμένοι για την ύπαρξη του Vulcan. Επιπλέον, δεδομένης εκείνης της εποχής, οι επιστήμονες είχαν ελάχιστους λόγους να αμφιβάλλουν για την ανακάλυψη. Το γεγονός είναι ότι ταιριάζει απόλυτα στην κυρίαρχη ιδέα του Σύμπαντος, που βασίζεται στους νόμους της βαρύτητας του Νεύτωνα.
Τι γνωρίζουμε για έναν ανύπαρκτο πλανήτη;
Πιστεύεται ότι η μάζα του ηφαιστείου θα έπρεπεαντιστοιχούν στη μάζα του Ερμή προκειμένου να ασκήσει βαρυτική επίδραση στον «γείτονα». Ωστόσο, ο Le Verrier πίστευε ότι αυτό δεν ήταν αρκετό και είχε την τάση να πιστεύει ότι μια ομάδα αστεροειδών ήταν απαραίτητη.
Ωστόσο, οι παρατηρήσεις και τα αρχεία του Lescarbaultπου κράτησε για αυτά, παρείχε στον μαθηματικό σημαντικά δεδομένα, ώστε να μπορέσει να προσπαθήσει να προσδιορίσει την τροχιά του Vulcan, την απόσταση από τον Ήλιο και άλλα χαρακτηριστικά. Από αυτά τα δεδομένα, ο Le Verrier υπολόγισε μια περίπου κυκλική τροχιά του πλανήτη. Εκτίμησε την απόσταση του Vulcan από το αστέρι σε περίπου 21 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Όπως γνωρίζετε, ο Ερμής έχει την πιο έκκεντρη τροχιά μεταξύ όλων των πλανητών του ηλιακού συστήματος, αλλά στην πλησιέστερη προσέγγισή του στον Ήλιο στο περιήλιο, είναι περίπου 45,8 εκατομμύρια χιλιόμετρα.
Ο Le Verrier υπολόγισε την περίοδο της επανάστασης:ο επιστήμονας χρειάστηκε περίπου 19 ημέρες και 18 ώρες με τροχιακή κλίση περίπου 12 μοιρών και 10 λεπτών σε σχέση με την εκλειπτική. Πριν από το θάνατό του το 1877, ο μαθηματικός έκανε πολλές προσπάθειες να προβλέψει τη διέλευση του Vulcan μέσω του Ήλιου πριν από το θάνατό του, αλλά αυτό δεν κατέληγε.
Εκτός από τους υπολογισμούς του Le Verrier, λίγα άλλα θα μπορούσαν να είναινα πούμε με βεβαιότητα για έναν πλανήτη που τελικά δεν υπήρχε στην πραγματικότητα. Αν υπήρχε, θα ήταν πολλές φορές θερμότερος από τον Ερμή, αφού ήταν πάνω από δύο φορές πιο κοντά στον Ήλιο. Αυτός μπορεί να είναι ο λόγος που ορισμένοι παρατηρητές που ισχυρίστηκαν ότι είδαν το Vulcan ισχυρίστηκαν ότι είχε μια κοκκινωπή απόχρωση.
Ποιος έθαψε την έρευνα για το Vulcan;
Αν και οι νόμοι του Νεύτωνα ήταν χρήσιμοι στην πρόβλεψηβαρυτικά φαινόμενα, δεν είναι η απόλυτη αλήθεια. Έτσι, όταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν άρχισε να αναπτύσσει τη γενική θεωρία της σχετικότητας, ο άπιαστος πλανήτης Vulcan ήταν πολύ σημαντικός γι 'αυτόν.
Γεγονός είναι ότι ο Ερμής ήταν «πεδίο δοκιμής».ανάπτυξη της γενικής θεωρίας της σχετικότητας. Αν μπορούσε να εξηγήσει τη ταλάντευση της τροχιάς του Ερμή χωρίς να «στηρίζεται» στην ύπαρξη του Vulcan, δεν θα έλυνε μόνο ένα μεγάλο μυστήριο στην αστρονομία και τη φυσική. Η γενική σχετικότητα αντικατέστησε πλήρως τον Νεύτωνα και τους νόμους της κίνησης και της βαρύτητας στην περιγραφή του Σύμπαντος.
Η βασική ανακάλυψη της γενικής θεωρίας της σχετικότηταςΗ ιδέα του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα ήταν κάτι περισσότερο από μια δύναμη μεταξύ δύο σωμάτων, όπως πίστευε ο Νεύτωνας. Για τον Αϊνστάιν, αυτό ήταν συνέπεια της «βύθισης» της μάζας στο «ύφασμα» αυτού που ονόμασε χωροχρόνο.
Σύμφωνα με τα θεμέλια της γενικής θεωρίας της σχετικότητας,ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι στατικοί, αλλά δυναμικοί και υπόκεινται σε αλλαγές. Το πώς συμβαίνει αυτό εξαρτάται από την παρουσία και την κίνηση της ύλης και της ενέργειας. Μια τεράστια μάζα όπως ο Ήλιος δημιουργεί καμπύλες στο χωροχρόνο. Είναι φυσιολογικό ότι το αστέρι θα επηρεάσει την κίνηση των αντικειμένων. Για παράδειγμα, στην τροχιά του Ερμή.
Χωρίς καμπύλο χωροχρόνοκάποια άλλη μάζα, όπως ο πλανήτης Vulcan, που θα τον κάνει να ταλαντεύεται. Αλλά σύμφωνα με τη γενική σχετικότητα, ο Ερμής συμπεριφέρεται ακριβώς όπως είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν. Ως αποτέλεσμα, περισσότερα από 100 χρόνια μετά τη δημοσίευση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, ο πλανήτης Vulcan παρέμεινε υποθετικός και δεν τον έψαχνε πλέον.
Διαβάστε περισσότερα
Το τυπικό μοντέλο της φυσικής δεν είναι πλέον σχετικό; Το κύριο πράγμα για τη νέα δουλειά των επιστημόνων στον επιταχυντή
Οι επιστήμονες «ανασταίνουν» ένα αρχαίο ένζυμο για να θρέψει 9 δισεκατομμύρια ανθρώπους μέχρι το 2050
Βρέθηκαν ίχνη από τον ισχυρότερο σεισμό στην ιστορία της ανθρωπότητας