Tisućama godina ljudi su promatrali Merkur, Veneru, Mars, Jupiter i Saturn golim okom. Ali
Matematičke relacije
Prije nego što je Isaac Newton otkrio zakone gravitacijeastronomi su pronalazili svemirske objekte koristeći svoj vid i pribjegavajući pomoći teleskopu. Ali njegov je rad omogućio razmatranje odnosa između nebeskih tijela Sunčevog sustava u obliku matematičkih izraza. To je omogućilo astronomima da predviđaju planete, komete i druge objekte koristeći dobro definirane formule.
Na primjer, ako je orbita planeta i mjesecaodgovaraju Newtonovim zakonima, ali ne i izravnim opažanjima, tada znanstvenici mogu pretpostaviti da neki nepoznati objekt vrši dodatnu gravitaciju na sustav. Na primjer, to je omogućilo astronomima da zaključe o postojanju Neptuna.
Planet Neptun, otkriven 1846. godine korištenjem mnogo matematičkih izračuna, viđen tijekom preleta Voyagera 2 1989. godine. Izvor: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Korištenje matematičkih izračuna o utjecajugravitacije nepoznatog objekta u orbitu Urana, francuski matematičar Urbain Le Verrier predvidio je postojanje osmog planeta Sunčevog sustava.To se dogodilo 1846. godine, a 143 godine kasnije sonda Voyager 2 iz prve ruke promatrala je Neptun.
Potražite Vulkan
Godine 1859. Le Verrier je koristio istomatematičkim izračunima i pokušao objasniti poremećaj Merkurove orbite. Predložio je da bi maleni planet Vulkan mogao kružiti dovoljno blizu Sunca da ga zakloni sunčeva svjetlost, ali dovoljno velik da poremeti Merkurovu orbitu.
“Ako vjerujete u teoriju gravitacije Isaaca Newtona, ondaotkriće blagog titranja u sredini Merkurove orbite, koje se ne može objasniti privlačenjem Venere ili Zemlje, ima samo jedno tumačenje. Možda postoji neotkriven planet ili skupina asteroida koji se ne mogu promatrati sa Zemlje zbog blizine Suncu”, rekao je Tom Levenson, profesor znanstvenog novinarstva na Massachusetts Institute of Technology, u intervjuu za National Geographic.
Fotografija vulkana: Wikimedia Commons
Ova nova teorija Merkurovog orbitalnog titranjaoznačilo je početak razdoblja "vulkanomanije" u drugoj polovici 19. stoljeća. Astronomi amateri i profesionalni znanstvenici krenuli su u potragu za navodnim planetom, a neki su čak tvrdili da su ga vidjeli vlastitim očima.
Učinjeno je prvo od ovih "zapažanja".Francuski astronom amater Edmond Modest Lescarbault 1859. godine. Radeći u improviziranoj zvjezdarnici postavljenoj u šupi u dvorištu, uperio je svoj teleskop prema Suncu i vidio nešto što se činilo kao mali, okrugli planet. Kasnije je svoja zapažanja podijelio s Le Verrierom, a njegova reputacija je odigrala ulogu - svi su bili uvjereni u postojanje Vulkana. Osim toga, s obzirom na to doba, znanstvenici su imali malo razloga sumnjati u otkriće. Činjenica je da se savršeno uklapa u prevladavajuću ideju svemira, temeljenu na Newtonovim zakonima gravitacije.
Što znamo o nepostojećem planetu?
Vjeruje se da bi masa vulkana trebalaodgovaraju masi Merkura kako bi se izvršio gravitacijski učinak na "susjeda". Međutim, Le Verrier je smatrao da to nije dovoljno i bio je sklon vjerovanju da je skupina asteroida neophodna.
Međutim, Lescarbaultova zapažanja i zapisikoje je čuvao o njima, pružio je matematičaru važne podatke kako bi mogao pokušati odrediti orbitu Vulkana, udaljenost od Sunca i druge karakteristike. Iz tih podataka Le Verrier je izračunao približno kružnu orbitu planeta. Procijenio je udaljenost Vulcana od zvijezde na oko 21 milijun km. Kao što znate, Merkur ima najekscentričniju orbitu među svim planetima Sunčevog sustava, ali na najbližem približavanju Suncu u perihelu, to je oko 45,8 milijuna km.
Le Verrier je izračunao razdoblje revolucije:znanstveniku je trebalo oko 19 dana i 18 sati s nagibom orbite od oko 12 stupnjeva i 10 minuta u odnosu na ekliptiku. Prije svoje smrti 1877. godine, matematičar je nekoliko puta pokušao predvidjeti tranzit Vulkana kroz Sunce prije njegove smrti, ali to nije uspjelo.
Osim Le Verrierovih proračuna, ništa drugo ne bi moglo bitisa sigurnošću reći o planetu koji, uostalom, zapravo nije postojao. Da postoji, bio bi mnogo puta topliji od Merkura, budući da je bio više nego dvostruko bliži Suncu. To je možda razlog zašto su neki promatrači koji su tvrdili da su vidjeli Vulkan tvrdili da je imao crvenkastu nijansu.
Tko je pokopao potragu za Vulkanom?
Iako su Newtonovi zakoni bili od pomoći u predviđanjugravitacijski učinci, oni nisu konačna istina. Dakle, kada je Albert Einstein počeo razvijati svoju opću teoriju relativnosti, nedostižni planet Vulkan za njega je bio vrlo važan.
Činjenica je da je Merkur bio "poligon za testiranje".razvoj njegove opće teorije relativnosti. Kad bi mogla objasniti titranje Merkurove orbite bez "oslanjanja" na postojanje Vulkana, ne bi samo riješila veliki misterij u astronomiji i fizici. Opća teorija relativnosti potpuno je zamijenila Newtona i njegove zakone gibanja i gravitacije u opisu Svemira.
Ključno otkriće opće teorije relativnostiEinsteinova ideja gravitacije bila je više od samo sile između dva tijela, kako je Newton vjerovao. Za Einsteina je to bila posljedica "uranjanja" mase u "tkaninu" onoga što je nazvao prostor-vrijeme.
Prema temeljima opće teorije relativnosti,prostor i vrijeme nisu statični, već dinamični i podložni promjenama. Kako se to događa ovisi o prisutnosti i kretanju materije i energije. Ogromna masa poput Sunca stvara krivulje u prostor-vremenu. Normalno je da će zvijezda utjecati na kretanje objekata. Na primjer, u orbiti Merkura.
Bez zakrivljenog prostor-vremenaneka druga masa, kao što je planet Vulkan, koja će uzrokovati da se njiše. No, prema općoj relativnosti, Merkur se ponaša točno onako kako je Einstein predvidio. Kao rezultat toga, više od 100 godina nakon objave opće teorije relativnosti, planet Vulkan ostao je hipotetski i više ga nije tražio.
Čitaj više
Zar standardni model fizike više nije relevantan? Glavna stvar o novom radu znanstvenika na sudaraču
Znanstvenici 'uskrsnuli' drevni enzim za prehranu 9 milijardi ljudi do 2050.
Pronađeni tragovi najjačeg potresa u povijesti čovječanstva