Tuhansien vuosien ajan ihmiset ovat havainneet Merkuriusta, Venusta, Marsia, Jupiteria ja Saturnusta paljain silmin. Mutta
Matemaattiset suhteet
Ennen kuin Isaac Newton löysi painovoiman laittähtitieteilijät löysivät avaruusobjekteja käyttämällä näkökykyään ja turvautuen kaukoputkeen. Mutta hänen työnsä mahdollisti aurinkokunnan taivaankappaleiden välisen suhteen tarkastelun matemaattisten lausekkeiden muodossa. Tämä antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden tehdä ennusteita planeetoista, komeetoista ja muista kohteista hyvin määriteltyjen kaavojen avulla.
Esimerkiksi jos planeetan ja kuun kiertorataVastaavat Newtonin lakeja, mutta eivät suoria havaintoja, niin tiedemiehet voivat olettaa, että jokin tuntematon esine kohdistaa lisäpainovoimaa järjestelmään. Esimerkiksi tämä antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden tehdä johtopäätöksiä Neptunuksen olemassaolosta.
Planeetta Neptunus löydettiin vuonna 1846 käyttämällä lukuisia matemaattisia laskelmia, kuten nähtiin Voyager 2:n ohilennolla vuonna 1989. Lähde: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Matemaattisten laskelmien käyttäminen vaikuttamisestaTuntemattoman kohteen painovoima Uranuksen kiertoradalle, ranskalainen matemaatikko Urbain Le Verrier ennusti aurinkokunnan kahdeksannen planeetan olemassaolon.Tämä tapahtui vuonna 1846, ja 143 vuotta myöhemmin Voyager 2 -luotain havaitsi Neptunuksen omakohtaisesti.
Vulcan yhteystiedot hallinta
Vuonna 1859 Le Verrier käytti samaamatemaattisia laskelmia ja yritti selittää Merkuriuksen kiertoradan häiriötä. Hän ehdotti, että pieni Vulcan-planeetta voisi kiertää tarpeeksi lähellä Aurinkoa ollakseen auringonvalon peittämä, mutta riittävän suuri häiritsemään Merkuriuksen kiertorataa.
"Jos uskot Isaac Newtonin painovoimateoriaan, niinMerkuriuksen kiertoradan keskellä tapahtuneen lievän huojun löytämisellä, jota ei voida selittää Venuksen tai Maan vetovoimalla, on vain yksi tulkinta. Siellä voi olla löytämätön planeetta tai asteroidiryhmä, jota ei voida havaita Maasta sen läheisyyden vuoksi, Massachusetts Institute of Technologyn tiedejournalismin professori Tom Levenson kertoi National Geographicin haastattelussa.
Tulivuori Valokuva: Wikimedia Commons
Tämä uusi teoria Merkuriuksen kiertoradan huojunnastamerkitsi "vulkanomania"-ajan alkua 1800-luvun jälkipuoliskolla. Amatööritähtitieteilijät ja ammattitutkijat ovat lähteneet etsimään oletettua planeettaa, ja jotkut ovat jopa väittäneet nähneensä sen omin silmin.
Ensimmäinen näistä "havainnoista" tehtiinRanskalainen amatööritähtitieteilijä Edmond Modest Lescarbault vuonna 1859. Työskennellessään takapihan aitoon rakennetussa väliaikaisessa observatoriossa hän osoitti kaukoputkensa aurinkoon ja näki pienen, pyöreän planeetan. Myöhemmin hän jakoi havainnot Le Verrierin kanssa, ja hänen maineella oli rooli - kaikki olivat vakuuttuneita Vulcanin olemassaolosta. Lisäksi, kun otetaan huomioon tuo aikakausi, tutkijoilla ei ollut juurikaan syytä epäillä löytöä. Tosiasia on, että se sopii täydellisesti vallitsevaan universumin ideaan, joka perustuu Newtonin painovoimalakeihin.
Mitä tiedämme olemattomasta planeettasta?
Tulivuoren massan uskotaan olevanvastaavat Merkuriuksen massaa painovoiman vaikutuksen aikaansaamiseksi "naapuriin". Le Verrier kuitenkin uskoi, että tämä ei riittänyt, ja oli taipuvainen uskomaan, että ryhmä asteroideja oli välttämätön.
Kuitenkin Lescarbaultin havainnot ja tallenteetjonka hän piti heistä, antoi matemaatikolle tärkeitä tietoja, jotta hän voisi yrittää määrittää Vulcanin kiertoradan, etäisyyden Auringosta ja muita ominaisuuksia. Näistä tiedoista Le Verrier laski planeetan suunnilleen pyöreän kiertoradan. Hän arvioi Vulcanin etäisyydeksi tähdestä noin 21 miljoonaksi kilometriksi. Kuten tiedät, Merkuriuksella on kaikista aurinkokunnan planeetoista eksentrinen kiertorata, mutta lähimpänä aurinkoa perihelionissa se on noin 45,8 miljoonaa km.
Le Verrier laski vallankumouksen ajanjakson:tiedemies kesti noin 19 päivää ja 18 tuntia, jolloin kiertoradan kaltevuus oli noin 12 astetta ja 10 minuuttia suhteessa ekliptiikkaan. Ennen kuolemaansa vuonna 1877 matemaatikko yritti useita yrityksiä ennustaa Vulcanin kauttakulkua Auringon läpi ennen kuolemaansa, mutta siitä ei tullut mitään.
Le Verrierin laskelmien lisäksi ei voi olla muutasanoa varmasti planeettasta, jota ei loppujen lopuksi ollut olemassakaan. Jos se olisi olemassa, se olisi monta kertaa kuumempi kuin Merkurius, koska se oli yli kaksi kertaa niin lähellä aurinkoa. Tästä syystä jotkut tarkkailijat, jotka väittivät nähneensä Vulcanin, väittivät, että sillä oli punertava sävy.
Kuka hautasi Vulcanin etsinnät?
Vaikka Newtonin lait auttoivat ennustamisessagravitaatiovaikutukset, ne eivät ole lopullinen totuus. Joten kun Albert Einstein alkoi kehittää yleistä suhteellisuusteoriaansa, vaikeasti havaittavissa oleva Vulcan-planeetta oli hänelle erittäin tärkeä.
Tosiasia on, että Mercury oli "koekenttä".hänen yleisen suhteellisuusteoriansa kehittäminen. Jos hän voisi selittää Merkuriuksen kiertoradan heilahtelun "luottamatta" Vulcanin olemassaoloon, hän ei vain ratkaisisi suurta mysteeriä tähtitieteen ja fysiikan alalla. Yleinen suhteellisuusteoria korvasi täysin Newtonin ja hänen liike- ja painovoimalakinsa universumin kuvauksessa.
Yleisen suhteellisuusteorian avainlöytöEinsteinin ajatus painovoimasta oli enemmän kuin pelkkä voima kahden kappaleen välillä, kuten Newton uskoi. Einsteinille tämä oli seurausta massan "upotuksesta" sen "kankaaseen", jota hän kutsui aika-avaruuteen.
Yleisen suhteellisuusteorian perusteiden mukaantila ja aika eivät ole staattisia, vaan dynaamisia ja muuttuvia. Se, miten tämä tapahtuu, riippuu aineen ja energian läsnäolosta ja liikkeestä. Auringon kaltainen valtava massa luo käyriä aika-avaruudessa. On normaalia, että tähti vaikuttaa esineiden liikkeisiin. Esimerkiksi Merkuriuksen kiertoradalla.
Ilman kaarevaa aika-avaruuttajokin muu massa, kuten Vulcan-planeetta, joka saa sen heilumaan. Mutta yleisen suhteellisuusteorian mukaan Merkurius käyttäytyy täsmälleen kuten Einstein ennusti. Tämän seurauksena yli 100 vuotta yleisen suhteellisuusteorian julkaisemisen jälkeen Vulcan-planeetta pysyi hypoteettisena eikä enää etsinyt sitä.
Lue lisää
Eikö fysiikan vakiomalli ole enää relevantti? Tärkein asia tutkijoiden uudesta työstä törmätäjässä
Tiedemiehet "herättävät henkiin" muinaisen entsyymin ruokkimaan 9 miljardia ihmistä vuoteen 2050 mennessä
Löytyi jälkiä ihmiskunnan historian voimakkaimmasta maanjäristyksestä