Pendant des milliers d’années, les gens ont observé Mercure, Vénus, Mars et Jupiter à l’œil nuet Saturne.
Relations mathématiques
Avant qu'Isaac Newton ne découvre les lois de la gravitéles astronomes ont trouvé des objets spatiaux en utilisant leur vue et en recourant à l'aide d'un télescope. Mais ses travaux ont permis d'envisager la relation entre les corps célestes du système solaire sous forme d'expressions mathématiques. Cela a permis aux astronomes de faire des prédictions sur les planètes, les comètes et d'autres objets en utilisant des formules bien définies.
Par exemple, si l'orbite de la planète et de la lunecorrespondent aux lois de Newton, mais pas à des observations directes, alors les scientifiques peuvent supposer qu'un objet inconnu exerce une gravité supplémentaire sur le système. C’est par exemple ce qui a permis aux astronomes de conclure à l’existence de Neptune.
La planète Neptune, découverte en 1846 grâce à de nombreux calculs mathématiques, comme lors du survol de Voyager 2 en 1989. Source : NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Utilisation de calculs mathématiques sur l'influencegravité d'un objet inconnu sur l'orbite d'Uranus, le mathématicien français Urbain Le Verrier a prédit l'existence de la huitième planète du système solaire.Ceci s'est produit en 1846, et 143 ans plus tard, la sonde Voyager 2 a observé Neptune de première main.
Rechercher Vulcain
En 1859, Le Verrier utilise le mêmecalculs mathématiques et tenta d'expliquer la perturbation de l'orbite de Mercure. Il a suggéré que la minuscule planète Vulcain pourrait orbiter suffisamment près du Soleil pour être obscurcie par la lumière du soleil, mais suffisamment grande pour perturber l'orbite de Mercure.
« Si vous croyez à la théorie de la gravité d'Isaac Newton, alorsla découverte d'une légère oscillation au milieu de l'orbite de Mercure, qui ne peut s'expliquer par l'attraction de Vénus ou de la Terre, n'a qu'une seule interprétation. Il peut y avoir une planète non découverte ou un groupe d'astéroïdes qui ne peuvent pas être observés depuis la Terre en raison de sa proximité avec le Soleil », a partagé Tom Levenson, professeur de journalisme scientifique au Massachusetts Institute of Technology, dans une interview avec National Geographic.
Photo du volcan : Wikimedia Commons
Cette nouvelle théorie de l'oscillation orbitale de Mercuremarqua le début de la période de "volcanomanie" dans la seconde moitié du XIXe siècle. Des astronomes amateurs et des scientifiques professionnels sont partis à la recherche de la prétendue planète, et certains ont même affirmé l'avoir vue de leurs propres yeux.
La première de ces "observations" a été faiteL'astronome amateur français Edmond Modeste Lescarbault en 1859. Travaillant dans un observatoire de fortune installé dans un abri de jardin, il a pointé son télescope vers le Soleil et a vu ce qui semblait être une minuscule planète ronde. Plus tard, il partagea ses observations avec Le Verrier, et sa réputation joua un rôle - tout le monde était convaincu de l'existence de Vulcain. De plus, étant donné cette époque, les scientifiques avaient peu de raisons de douter de la découverte. Le fait est qu'il s'inscrit parfaitement dans l'idée dominante de l'Univers, basée sur les lois de la gravité de Newton.
Que savons-nous d'une planète inexistante ?
On pense que la masse du volcan devraitcorrespondent à la masse de Mercure afin d'exercer un effet gravitationnel sur le « voisin ». Cependant, Le Verrier pensait que cela ne suffisait pas et était enclin à croire qu'un groupe d'astéroïdes était indispensable.
Cependant, les observations et les dossiers de Lescarbaultqu'il gardait à leur sujet, fournissait au mathématicien des données importantes pour qu'il puisse essayer de déterminer l'orbite de Vulcain, la distance au Soleil et d'autres caractéristiques. A partir de ces données, Le Verrier a calculé une orbite approximativement circulaire de la planète. Il a estimé la distance de Vulcain à l'étoile à environ 21 millions de km. Comme vous le savez, Mercure a l'orbite la plus excentrique parmi toutes les planètes du système solaire, mais à son approche la plus proche du Soleil au périhélie, elle est d'environ 45,8 millions de km.
Le Verrier a calculé la période de révolution :le scientifique a mis environ 19 jours et 18 heures avec une inclinaison orbitale d'environ 12 degrés et 10 minutes par rapport à l'écliptique. Avant sa mort en 1877, le mathématicien a fait plusieurs tentatives pour prédire le transit de Vulcain par le Soleil avant sa mort, mais cela n'a abouti à rien.
En dehors des calculs de Le Verrier, peu de choses pouvaient êtredire avec certitude sur une planète qui, après tout, n'existait pas vraiment. S'il existait, il serait plusieurs fois plus chaud que Mercure, car il était plus de deux fois plus proche du Soleil. C'est peut-être pourquoi certains observateurs qui ont affirmé avoir vu Vulcain ont affirmé qu'il avait une teinte rougeâtre.
Qui a enterré la recherche de Vulcain ?
Bien que les lois de Newton aient été utiles pour prédireeffets gravitationnels, ils ne sont pas la vérité ultime. Ainsi, quand Albert Einstein a commencé à développer sa théorie de la relativité générale, la planète insaisissable Vulcain était très importante pour lui.
Le fait est que Mercure était un "terrain d'essai" pourdéveloppement de sa théorie générale de la relativité. Si elle pouvait expliquer l'oscillation de l'orbite de Mercure sans "s'appuyer" sur l'existence de Vulcain, elle ne résoudrait pas seulement un grand mystère en astronomie et en physique. La relativité générale a complètement remplacé Newton et ses lois du mouvement et de la gravité dans la description de l'Univers.
La découverte clé de la théorie de la relativité généraleL'idée d'Einstein de la gravité était plus qu'une simple force entre deux corps, comme le croyait Newton. Pour Einstein, c'était une conséquence de "l'immersion" de la masse dans le "tissu" de ce qu'il appelait l'espace-temps.
Selon les fondements de la théorie de la relativité générale,l'espace et le temps ne sont pas statiques, mais dynamiques et sujets à changement. La manière dont cela se produit dépend de la présence et du mouvement de la matière et de l'énergie. Une masse énorme comme le Soleil crée des courbes dans l'espace-temps. Il est normal que l'étoile affecte le mouvement des objets. Par exemple, dans l'orbite de Mercure.
Sans espace-temps courbeune autre masse, telle que la planète Vulcain, qui la fera vaciller. Mais selon la relativité générale, Mercure se comporte exactement comme l'avait prédit Einstein. En conséquence, plus de 100 ans après la publication de la théorie générale de la relativité, la planète Vulcain restait hypothétique et ne la recherchait plus.
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