Per migliaia di anni, le persone hanno osservato ad occhio nudo Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno. Ma
Relazioni matematiche
Prima che Isaac Newton scoprisse le leggi di gravitàgli astronomi hanno trovato oggetti spaziali usando la vista e ricorrendo all'aiuto di un telescopio. Ma il suo lavoro ha permesso di considerare la relazione tra i corpi celesti del sistema solare sotto forma di espressioni matematiche. Ciò ha permesso agli astronomi di fare previsioni su pianeti, comete e altri oggetti utilizzando formule ben definite.
Ad esempio, se l'orbita del pianeta e della lunacorrispondono alle leggi di Newton, ma non a osservazioni dirette, allora gli scienziati possono supporre che qualche oggetto sconosciuto eserciti una gravità aggiuntiva sul sistema. Ad esempio, questo è ciò che ha permesso agli astronomi di concludere sull'esistenza di Nettuno.
Il pianeta Nettuno, scoperto nel 1846 utilizzando molti calcoli matematici, come visto durante il sorvolo della Voyager 2 nel 1989. Fonte: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Utilizzo di calcoli matematici sull'influenzagravità di un oggetto sconosciuto nell'orbita di Urano, il matematico francese Urbain Le Verrier predisse l'esistenza dell'ottavo pianeta del sistema solare nel 1846 e 143 anni dopo, la sonda Voyager 2 osservò Nettuno in prima persona.
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Nel 1859 Le Verrier usò lo stessocalcoli matematici e ha cercato di spiegare la perturbazione dell'orbita di Mercurio. Ha suggerito che il minuscolo pianeta Vulcano potrebbe orbitare abbastanza vicino al Sole da essere oscurato dalla luce solare, ma abbastanza grande da interrompere l'orbita di Mercurio.
«Se credi alla teoria della gravità di Isaac Newton, allorala scoperta di una leggera oscillazione nel mezzo dell'orbita di Mercurio, che non può essere spiegata dall'attrazione di Venere o della Terra, ha una sola interpretazione. Potrebbe esserci un pianeta sconosciuto o un gruppo di asteroidi che non possono essere osservati dalla Terra a causa della sua vicinanza al Sole ", ha condiviso Tom Levenson, professore di giornalismo scientifico al Massachusetts Institute of Technology, in un'intervista al National Geographic.
Foto del vulcano: Wikimedia Commons
Questa nuova teoria dell'oscillazione orbitale di Mercuriosegnò l'inizio del periodo della "vulcanomania" nella seconda metà del XIX secolo. Astronomi dilettanti e scienziati professionisti sono andati alla ricerca del presunto pianeta e alcuni hanno persino affermato di averlo visto con i propri occhi.
La prima di queste "osservazioni" è stata fattaL'astronomo dilettante francese Edmond Modest Lescarbault nel 1859. Lavorando in un osservatorio improvvisato allestito in un capanno sul retro, ha puntato il suo telescopio verso il Sole e ha visto quello che sembrava essere un minuscolo pianeta rotondo. Successivamente, ha condiviso le sue osservazioni con Le Verrier e la sua reputazione ha avuto un ruolo: tutti erano convinti dell'esistenza di Vulcano. Inoltre, data quell'epoca, gli scienziati avevano poche ragioni per dubitare della scoperta. Il fatto è che si adatta perfettamente all'idea prevalente di Universo, basata sulle leggi di gravità di Newton.
Cosa sappiamo di un pianeta inesistente?
Si ritiene che la massa del vulcano dovrebbecorrispondono alla massa di Mercurio per esercitare un effetto gravitazionale sul "prossimo". Tuttavia, Le Verrier riteneva che ciò non bastasse ed era incline a credere che un gruppo di asteroidi fosse indispensabile.
Tuttavia, le osservazioni e le registrazioni di Lescarbaultche teneva su di loro, fornì al matematico dati importanti in modo che potesse provare a determinare l'orbita di Vulcano, la distanza dal Sole e altre caratteristiche. Da questi dati, Le Verrier ha calcolato un'orbita approssimativamente circolare del pianeta. Stimò la distanza di Vulcano dalla stella a circa 21 milioni di km. Come sapete, Mercurio ha l'orbita più eccentrica tra tutti i pianeti del sistema solare, ma nel punto più vicino al Sole al perielio, è di circa 45,8 milioni di km.
Le Verrier calcolò il periodo di rivoluzione:lo scienziato ha impiegato circa 19 giorni e 18 ore con un'inclinazione orbitale di circa 12 gradi e 10 minuti rispetto all'eclittica. Prima della sua morte nel 1877, il matematico fece diversi tentativi per prevedere il transito di Vulcano attraverso il Sole prima della sua morte, ma questo non ebbe successo.
A parte i calcoli di Le Verrier, poco altro potrebbe esserlodire con certezza di un pianeta che, in fondo, non esisteva davvero. Se esistesse, sarebbe molte volte più caldo di Mercurio, poiché è più del doppio più vicino al Sole. Questo potrebbe essere il motivo per cui alcuni osservatori che hanno affermato di aver visto Vulcano hanno affermato che aveva una tonalità rossastra.
Chi ha seppellito la ricerca di Vulcano?
Sebbene le leggi di Newton fossero utili nella previsioneeffetti gravitazionali, non sono la verità ultima. Così, quando Albert Einstein iniziò a sviluppare la sua teoria della relatività generale, l'elusivo pianeta Vulcano era molto importante per lui.
Il fatto è che Mercurio era un "campo di prova" persviluppo della sua teoria della relatività generale. Se potesse spiegare l'oscillazione dell'orbita di Mercurio senza "fare affidamento" sull'esistenza di Vulcano, non solo risolverebbe un grande mistero in astronomia e fisica. La relatività generale ha completamente sostituito Newton e le sue leggi di moto e gravità nella descrizione dell'Universo.
La scoperta chiave della teoria della relatività generaleL'idea di gravità di Einstein era più di una semplice forza tra due corpi, come credeva Newton. Per Einstein, questa era una conseguenza dell'"immersione" della massa nel "tessuto" di quello che chiamava spazio-tempo.
Secondo i fondamenti della teoria della relatività generale,lo spazio e il tempo non sono statici, ma dinamici e soggetti a cambiamento. Come ciò avvenga dipende dalla presenza e dal movimento della materia e dell'energia. Una massa enorme come il Sole crea curve nello spazio-tempo. È normale che la stella influisca sul movimento degli oggetti. Ad esempio, nell'orbita di Mercurio.
Senza spazio-tempo curvoqualche altra massa, come il pianeta Vulcano, che lo farà oscillare. Ma, secondo la relatività generale, Mercurio si comporta esattamente come predetto da Einstein. Di conseguenza, più di 100 anni dopo la pubblicazione della teoria della relatività generale, il pianeta Vulcano rimase ipotetico e non lo cercò più.
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