I tusenvis av år har folk observert Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn med det blotte øye. Men
Matematiske forhold
Før Isaac Newton oppdaget tyngdeloveneastronomer fant romobjekter ved å bruke synet og ty til hjelp av et teleskop. Men hans arbeid gjorde det mulig å vurdere forholdet mellom solsystemets himmellegemer i form av matematiske uttrykk. Dette gjorde det mulig for astronomer å komme med spådommer om planeter, kometer og andre objekter ved å bruke veldefinerte formler.
For eksempel hvis banen til planeten og månensamsvarer med Newtons lover, men ikke direkte observasjoner, så kan forskere anta at et ukjent objekt utøver ekstra tyngdekraft på systemet. Dette er for eksempel det som tillot astronomer å konkludere om eksistensen av Neptun.
Planeten Neptun, oppdaget i 1846 ved hjelp av en rekke matematiske beregninger, som ble sett under Voyager 2-byen i 1989. Kilde: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Bruke matematiske beregninger om påvirkningtyngdekraften til et ukjent objekt inn i banen til Uranus, spådde den franske matematikeren Urbain Le Verrier eksistensen av den åttende planeten i solsystemet. Dette skjedde i 1846, og 143 år senere observerte Voyager 2-sonden Neptun på førstehånd.
Søk etter Vulcan
I 1859 brukte Le Verrier det sammematematiske beregninger og forsøkte å forklare forstyrrelsen av Merkurs bane. Han foreslo at den lille planeten Vulcan kunne gå i bane nær nok til solen til å bli skjult av sollys, men stor nok til å forstyrre Merkurs bane.
"Hvis du tror på tyngdekraftsteorien til Isaac Newton, daoppdagelsen av en liten slingring i midten av Merkurs bane, som ikke kan forklares med Venus eller Jordens drag, har bare én tolkning. Det kan være en uoppdaget planet eller en gruppe asteroider som ikke kan observeres fra Jorden på grunn av dens nærhet til solen,» delte Tom Levenson, professor i vitenskapsjournalistikk ved Massachusetts Institute of Technology, i et intervju med National Geographic.
Vulkanfoto: Wikimedia Commons
Denne nye teorien om Merkurs orbitale slingringmarkerte begynnelsen på perioden med "vulkanomania" i andre halvdel av 1800-tallet. Amatørastronomer og profesjonelle forskere har lett etter den antatte planeten, og noen har til og med hevdet å ha sett den med egne øyne.
Den første av disse "observasjonene" ble gjortDen franske amatørastronomen Edmond Modest Lescarbault i 1859. Han jobbet i et provisorisk observatorium satt opp i et skur i bakgården, og rettet teleskopet mot solen og så det som så ut til å være en liten, rund planet. Senere delte han sine observasjoner med Le Verrier, og ryktet hans spilte en rolle - alle var overbevist om eksistensen av Vulcan. I tillegg, gitt den epoken, hadde forskerne liten grunn til å tvile på oppdagelsen. Faktum er at det passer perfekt inn i den rådende ideen om universet, basert på Newtons tyngdelover.
Hva vet vi om en ikke-eksisterende planet?
Det antas at massen til vulkanen børtilsvarer massen til Merkur for å utøve en gravitasjonseffekt på "naboen". Le Verrier mente imidlertid at dette ikke var nok, og var tilbøyelig til å tro at en gruppe asteroider var uunnværlig.
Lescarbaults observasjoner og registreringersom han holdt om dem, ga matematikeren viktige data slik at han kunne prøve å bestemme banen til Vulcan, avstanden fra solen og andre egenskaper. Fra disse dataene beregnet Le Verrier en omtrentlig sirkulær bane av planeten. Han estimerte avstanden til Vulcan fra stjernen til omtrent 21 millioner km. Som du vet har Merkur den mest eksentriske banen blant alle planetene i solsystemet, men ved sin nærmeste tilnærming til Solen ved perihelium er den omtrent 45,8 millioner km.
Le Verrier beregnet revolusjonsperioden:forskeren tok omtrent 19 dager og 18 timer med en banehelling på omtrent 12 grader og 10 minutter i forhold til ekliptikken. Før hans død i 1877 gjorde matematikeren flere forsøk på å forutsi Vulkans transitt gjennom solen før hans død, men dette ble til ingenting.
Bortsett fra Le Verriers beregninger, kan lite annet være detå si med sikkerhet om en planet som tross alt egentlig ikke eksisterte. Hvis den eksisterte, ville den vært mange ganger varmere enn Merkur, siden den var mer enn dobbelt så nær Solen. Dette kan være grunnen til at noen observatører som hevdet å ha sett Vulcan hevdet at den hadde en rødlig nyanse.
Hvem begravde søket etter Vulcan?
Selv om Newtons lover var nyttige for å forutsigravitasjonseffekter, er de ikke den ultimate sannheten. Så da Albert Einstein begynte å utvikle sin generelle relativitetsteori, var den unnvikende planeten Vulcan veldig viktig for ham.
Faktum er at Mercury var en "testing ground" forutvikling av hans generelle relativitetsteori. Hvis hun kunne forklare slingringen av Merkurs bane uten å «stole» på eksistensen av Vulcan, ville hun ikke bare løse et stort mysterium innen astronomi og fysikk. Generell relativitetsteori erstattet Newton og hans lover om bevegelse og tyngdekraft fullstendig i beskrivelsen av universet.
Nøkkeloppdagelsen til den generelle relativitetsteorienEinsteins idé om tyngdekraften var mer enn bare en kraft mellom to kropper, slik Newton trodde. For Einstein var dette en konsekvens av "nedsenkingen" av masse i "stoffet" til det han kalte rom-tid.
I henhold til grunnlaget for den generelle relativitetsteorien,rom og tid er ikke statiske, men dynamiske og gjenstand for endringer. Hvordan dette skjer avhenger av tilstedeværelsen og bevegelsen av materie og energi. En enorm masse som solen lager kurver i rom-tid. Det er normalt at stjernen vil påvirke bevegelsen til objekter. For eksempel i Merkurs bane.
Uten buet rom-tiden annen masse, for eksempel planeten Vulcan, som vil få den til å vingle. Men ifølge generell relativitetsteori oppfører Merkur seg nøyaktig slik Einstein forutså. Som et resultat, mer enn 100 år etter publiseringen av den generelle relativitetsteorien, forble planeten Vulcan hypotetisk og søkte ikke lenger etter den.
Les mer
Er standardmodellen for fysikk ikke lenger relevant? Det viktigste med det nye arbeidet til forskere ved kollideren
Forskere «gjenoppliver» et gammelt enzym for å mate 9 milliarder mennesker innen 2050
Fant spor etter det sterkeste jordskjelvet i menneskehetens historie