수천년 동안 사람들은 육안으로 수성, 금성, 화성, 목성, 토성을 관찰해 왔습니다. 하지만
수학적 관계
아이작 뉴턴이 만유인력의 법칙을 발견하기 전에천문학자들은 시력과 망원경의 도움으로 우주 물체를 발견했습니다. 그러나 그의 작업은 수학적 표현의 형태로 태양계의 천체 사이의 관계를 고려하는 것을 가능하게했습니다. 이를 통해 천문학자들은 잘 정의된 공식을 사용하여 행성, 혜성 및 기타 물체에 대한 예측을 할 수 있었습니다.
예를 들어, 행성과 달의 궤도가 같다면뉴턴의 법칙과 일치하지만 직접적인 관찰이 아닌 경우, 과학자들은 알려지지 않은 어떤 물체가 시스템에 추가적인 중력을 가하고 있다고 가정할 수 있습니다. 예를 들어, 이것이 바로 천문학자들이 해왕성의 존재에 관해 결론을 내릴 수 있게 해 준 것입니다.
1989년 보이저 2호가 근접 비행하는 동안 수많은 수학적 계산을 통해 1846년에 발견된 해왕성. 출처: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
영향에 대한 수학적 계산 사용프랑스 수학자 우르뱅 르 베리에는 태양계의 여덟 번째 행성의 존재를 예측했고, 143년 후인 143년 후 보이저 2호 탐사선이 해왕성을 직접 관측했습니다.
발칸 검색
1859년에 Le Verrier는 같은 것을 사용했습니다.수학적 계산을 하고 수성 궤도의 섭동을 설명하려고 했습니다. 그는 작은 행성 Vulcan이 태양광에 의해 가려질 만큼 충분히 태양에 가깝게 공전할 수 있지만 수성의 궤도를 방해할 만큼 충분히 클 수 있다고 제안했습니다.
"만약 당신이 아이작 뉴턴의 중력 이론을 믿는다면,금성이나 지구의 인력으로 설명할 수 없는 수성의 궤도 한가운데에서 발견된 약간의 흔들림은 한 가지 해석만 가능합니다. 메사추세츠 공과 대학의 과학 저널리즘 교수 인 Tom Levenson은 내셔널 지오그래픽 (National Geographic)과의 인터뷰에서 "발견되지 않은 행성이나 태양과의 근접성 때문에 지구에서 관찰 할 수없는 소행성 그룹이있을 수 있습니다.
화산 사진: 위키미디어 공용
수성의 궤도 흔들림에 대한 이 새로운 이론19세기 후반 "화산광" 시대의 시작을 알렸다. 아마추어 천문학자들과 전문 과학자들은 추정되는 행성을 찾기 위해 갔고, 일부는 심지어 그것을 자신의 눈으로 보았다고 주장하기도 했습니다.
이러한 "관찰" 중 첫 번째는1859년 프랑스 아마추어 천문학자 에드몽 모데스트 르카르보. 뒤뜰 창고에 설치된 임시 천문대에서 그는 망원경으로 태양을 가리키며 작고 둥근 행성으로 보이는 것을 보았습니다. 나중에 그는 르 베리에와 관찰한 내용을 공유했고 그의 명성이 한몫했습니다. 모든 사람들이 Vulcan의 존재를 확신했습니다. 게다가 그 시대를 감안할 때 과학자들은 그 발견을 의심할 이유가 거의 없었습니다. 사실 그것은 뉴턴의 중력 법칙을 기반으로 한 우주의 일반적인 아이디어에 완벽하게 들어 맞습니다.
우리는 존재하지 않는 행성에 대해 무엇을 알고 있습니까?
화산의 질량은"이웃"에 중력 효과를 가하기 위해 수성의 질량에 해당합니다. 그러나 Le Verrier는 이것으로 충분하지 않다고 믿었고, 소행성 그룹은 필수 불가결하다고 믿는 경향이 있었습니다.
그러나 레스카르보의 관찰과 기록그가 그들에 대해 보관했던 이 데이터는 수학자에게 중요한 데이터를 제공하여 Vulcan의 궤도, 태양으로부터의 거리 및 기타 특성을 결정하려고 시도할 수 있도록 했습니다. 이 데이터에서 Le Verrier는 행성의 대략적인 원형 궤도를 계산했습니다. 그는 별에서 벌컨까지의 거리를 약 2100만km로 추정했다. 아시다시피 수성은 태양계의 모든 행성 중에서 가장 편심한 궤도를 가지고 있지만 근일점에서 태양에 가장 가깝게 접근할 때 약 4580만km입니다.
Le Verrier는 혁명 기간을 계산했습니다.과학자는 황도에 대해 약 12도 10분의 궤도 경사로 약 19일 18시간이 걸렸습니다. 1877년 죽기 전, 수학자는 죽기 전에 벌컨이 태양을 통과할 것이라고 여러 번 예측했지만 실패했습니다.
Le Verrier의 계산을 제외하고는 다른 것이 거의 없습니다.결국 실제로 존재하지 않는 행성에 대해 확실히 말하는 것입니다. 그것이 존재한다면 수성보다 몇 배나 더 뜨거울 것입니다. 태양에 두 배 이상 가깝기 때문입니다. 이것이 Vulcan을 보았다고 주장하는 일부 관찰자들이 그것이 붉은 색조를 띤다고 주장하는 이유일 수 있습니다.
누가 Vulcan에 대한 검색을 묻었나요?
뉴턴의 법칙이 예측에 도움이 되었지만중력 효과는 궁극적인 진실이 아닙니다. 따라서 알버트 아인슈타인이 일반 상대성 이론을 개발하기 시작했을 때 파악하기 어려운 행성인 벌칸은 그에게 매우 중요했습니다.
사실 수성은 '시험장'이었습니다.일반 상대성 이론의 발전. 그녀가 Vulcan의 존재에 "의존"하지 않고 수성 궤도의 흔들림을 설명할 수 있다면, 그녀는 천문학과 물리학의 위대한 미스터리를 풀 뿐만이 아닐 것입니다. 일반 상대성 이론은 우주에 대한 설명에서 뉴턴과 그의 운동 및 중력 법칙을 완전히 대체했습니다.
일반 상대성 이론의 핵심 발견뉴턴이 믿었던 것처럼 아인슈타인의 중력 개념은 두 물체 사이의 힘 그 이상이었습니다. 아인슈타인에게 이것은 그가 시공이라고 부른 "직물"에 질량이 "몰입"한 결과였습니다.
일반 상대성 이론의 기초에 따르면,공간과 시간은 고정된 것이 아니라 역동적이고 변화할 수 있습니다. 이것이 어떻게 일어나는지는 물질과 에너지의 존재와 움직임에 달려 있습니다. 태양과 같은 거대한 질량은 시공간에 곡선을 만듭니다. 별이 물체의 움직임에 영향을 미치는 것은 정상입니다. 예를 들어, 수성의 궤도에서.
구부러진 시공 없이Vulcan 행성과 같은 다른 질량으로 인해 흔들리게 됩니다. 그러나 일반 상대성 이론에 따르면 수성은 아인슈타인이 예측한 대로 정확하게 행동합니다. 그 결과 일반 상대성 이론이 발표된 지 100년이 넘었지만 벌컨 행성은 가상의 행성으로 남아 더 이상 찾지 않았습니다.
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