Timp de mii de ani, oamenii au observat Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn cu ochiul liber. Dar
Relații matematice
Înainte ca Isaac Newton să descopere legile gravitațieiastronomii au găsit obiecte spațiale folosindu-se de vedere și apelând la ajutorul unui telescop. Dar munca sa a făcut posibilă luarea în considerare a relației dintre corpurile cerești ale sistemului solar sub formă de expresii matematice. Acest lucru a permis astronomilor să facă predicții despre planete, comete și alte obiecte folosind formule bine definite.
De exemplu, dacă orbita planetei și a luniicorespund legilor lui Newton, dar nu observațiilor directe, atunci oamenii de știință pot presupune că un obiect necunoscut exercită gravitație suplimentară asupra sistemului. De exemplu, aceasta este ceea ce a permis astronomilor să tragă concluzii despre existența lui Neptun.
Planeta Neptun, descoperită în 1846 folosind o mulțime de calcule matematice, așa cum sa văzut în timpul zborului Voyager 2 în 1989. Sursa: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Utilizarea calculelor matematice despre influențăgravitația unui obiect necunoscut pe orbita lui Uranus, matematicianul francez Urbain Le Verrier a prezis existența celei de-a opta planete a sistemului solar.Acest lucru s-a întâmplat în 1846, iar 143 de ani mai târziu, sonda Voyager 2 l-a observat direct pe Neptun.
Caută Vulcan
În 1859, Le Verrier a folosit același lucrucalcule matematice și a încercat să explice perturbarea orbitei lui Mercur. El a sugerat că micuța planetă Vulcan ar putea orbita suficient de aproape de Soare pentru a fi ascunsă de lumina soarelui, dar suficient de mare pentru a perturba orbita lui Mercur.
„Dacă crezi în teoria gravitației a lui Isaac Newton, atuncidescoperirea unei ușoare oscilări în mijlocul orbitei lui Mercur, care nu poate fi explicată prin atracția lui Venus sau a Pământului, are o singură interpretare. Poate exista o planetă nedescoperită sau un grup de asteroizi care nu pot fi observați de pe Pământ din cauza apropierii sale de Soare”, a declarat Tom Levenson, profesor de jurnalism științific la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, într-un interviu pentru National Geographic.
Fotografie vulcan: Wikimedia Commons
Această nouă teorie a oscilării orbitale a lui Mercura marcat începutul perioadei „vulcanomaniei” în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Astronomi amatori și oameni de știință profesioniști au plecat să caute presupusa planetă, iar unii chiar au susținut că au văzut-o cu proprii lor ochi.
Prima dintre aceste „observații” a fost făcutăAstronomul amator francez Edmond Modest Lescarbault în 1859. Lucrând într-un observator improvizat amenajat într-o magazie din curte, și-a îndreptat telescopul spre Soare și a văzut ceea ce părea a fi o planetă minusculă, rotundă. Mai târziu, el a împărtășit observațiile sale cu Le Verrier, iar reputația sa a jucat un rol - toată lumea era convinsă de existența lui Vulcan. În plus, având în vedere acea epocă, oamenii de știință au avut puține motive să se îndoiască de descoperire. Faptul este că se încadrează perfect în ideea dominantă a Universului, bazată pe legile gravitației lui Newton.
Ce știm despre o planetă inexistentă?
Se crede că masa vulcanului ar trebuicorespund masei lui Mercur pentru a exercita un efect gravitational asupra „vecinului”. Cu toate acestea, Le Verrier credea că acest lucru nu era suficient și era înclinat să creadă că un grup de asteroizi este indispensabil.
Cu toate acestea, observațiile și înregistrările lui Lescarbaultpe care le-a păstrat despre ele, a oferit matematicianului date importante pentru a putea încerca să determine orbita lui Vulcan, distanța de la Soare și alte caracteristici. Din aceste date, Le Verrier a calculat o orbită aproximativ circulară a planetei. El a estimat distanța lui Vulcan de stea la aproximativ 21 de milioane de km. După cum știți, Mercur are cea mai excentrică orbită dintre toate planetele sistemului solar, dar la cea mai apropiată apropiere de Soare la periheliu, este de aproximativ 45,8 milioane km.
Le Verrier a calculat perioada de revoluție:omul de știință a durat aproximativ 19 zile și 18 ore cu o înclinație orbitală de aproximativ 12 grade și 10 minute față de ecliptică. Înainte de moartea sa, în 1877, matematicianul a făcut mai multe încercări de a prezice tranzitul lui Vulcan prin Soare înainte de moartea sa, dar acest lucru a rămas fără rezultat.
În afară de calculele lui Le Verrier, nimic altceva ar putea fisă spun cu certitudine despre o planetă care, până la urmă, nu a existat cu adevărat. Dacă ar exista, ar fi de multe ori mai fierbinte decât Mercur, deoarece era de două ori mai aproape de Soare. Acesta poate fi motivul pentru care unii observatori care au susținut că l-au văzut pe Vulcan au susținut că are o nuanță roșiatică.
Cine a îngropat căutarea lui Vulcan?
Deși legile lui Newton au fost de ajutor în prezicereefecte gravitaționale, ele nu sunt adevărul suprem. Deci, când Albert Einstein a început să-și dezvolte teoria generală a relativității, planeta evazivă Vulcan a fost foarte importantă pentru el.
Cert este că Mercur a fost un „teren de testare” pentrudezvoltarea teoriei sale generale a relativității. Dacă ar putea explica clătinarea orbitei lui Mercur fără să se „mizeze” pe existența lui Vulcan, ea nu ar rezolva doar un mare mister în astronomie și fizică. Relativitatea generală l-a înlocuit complet pe Newton și legile sale de mișcare și gravitație în descrierea Universului.
Descoperirea cheie a teoriei generale a relativitățiiIdeea lui Einstein despre gravitație a fost mai mult decât o simplă forță între două corpuri, așa cum credea Newton. Pentru Einstein, aceasta a fost o consecință a „imersării” masei în „țesătura” a ceea ce el a numit spațiu-timp.
Conform bazelor teoriei generale a relativității,spațiul și timpul nu sunt statice, ci dinamice și supuse schimbării. Cum se întâmplă acest lucru depinde de prezența și mișcarea materiei și energiei. O masă uriașă precum Soarele creează curbe în spațiu-timp. Este normal ca steaua să afecteze mișcarea obiectelor. De exemplu, pe orbita lui Mercur.
Fără spațiu-timp curbato altă masă, cum ar fi planeta Vulcan, care o va face să se clătinească. Dar, conform relativității generale, Mercur se comportă exact așa cum a prezis Einstein. Drept urmare, la mai bine de 100 de ani de la publicarea teoriei generale a relativității, planeta Vulcan a rămas ipotetică și nu a mai căutat-o.
Citeste mai mult
Nu mai este relevant modelul standard al fizicii? Principalul lucru despre noua activitate a oamenilor de știință de la colisionar
Oamenii de știință „reînvie” o enzimă străveche pentru a hrăni 9 miliarde de oameni până în 2050
S-au găsit urme ale celui mai puternic cutremur din istoria omenirii