I tusentals år har människor observerat Merkurius, Venus, Mars, Jupiter och Saturnus med blotta ögat. Men
Matematiska relationer
Innan Isaac Newton upptäckte tyngdlagarnaastronomer hittade rymdobjekt genom att använda sin syn och ta hjälp av ett teleskop. Men hans arbete gjorde det möjligt att överväga förhållandet mellan solsystemets himlakroppar i form av matematiska uttryck. Detta gjorde det möjligt för astronomer att göra förutsägelser om planeter, kometer och andra objekt med hjälp av väldefinierade formler.
Till exempel om planetens och månens omloppsbanamotsvarar Newtons lagar, men inte direkta observationer, då kan forskare anta att något okänt föremål utövar ytterligare gravitation på systemet. Detta är till exempel vad som gjorde det möjligt för astronomer att dra slutsatser om existensen av Neptunus.
Planeten Neptunus, upptäcktes 1846 med hjälp av många matematiska beräkningar, som sågs under flygningen av Voyager 2 1989. Källa: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart
Använda matematiska beräkningar om inflytandegravitationen av ett okänt föremål in i Uranus omloppsbana, förutspådde den franske matematikern Urbain Le Verrier existensen av den åttonde planeten i solsystemet Detta hände 1846, och 143 år senare observerade Voyager 2-sonden Neptunus från första hand.
Karta över Vulcan
1859 använde Le Verrier detsammamatematiska beräkningar och försökte förklara störningen av Merkurius bana. Han föreslog att den lilla planeten Vulcan kunde kretsa tillräckligt nära solen för att skymmas av solljus, men tillräckligt stor för att störa Merkurius bana.
"Om du tror på Isaac Newtons gravitationsteorin, dåupptäckten av en lätt vingling i mitten av Merkurius bana, som inte kan förklaras av Venus eller jordens drag, har bara en tolkning. Det kan finnas en oupptäckt planet eller en grupp asteroider som inte kan observeras från jorden på grund av dess närhet till solen, säger Tom Levenson, professor i vetenskapsjournalistik vid Massachusetts Institute of Technology, i en intervju med National Geographic.
Vulkan Foto: Wikimedia Commons
Denna nya teori om Merkurius orbital wobblemarkerade början av perioden av "vulkanomania" under andra hälften av 1800-talet. Amatörastronomer och professionella forskare har letat efter den förmodade planeten, och vissa har till och med hävdat att de har sett den med egna ögon.
Den första av dessa "observationer" gjordesFranske amatörastronomen Edmond Modest Lescarbault 1859. Han arbetade i ett provisoriskt observatorium i ett skjul på bakgården och riktade sitt teleskop mot solen och såg vad som såg ut att vara en liten, rund planet. Senare delade han sina observationer med Le Verrier, och hans rykte spelade en roll - alla var övertygade om Vulcans existens. Dessutom, med tanke på den eran, hade forskare liten anledning att tvivla på upptäckten. Faktum är att det passar perfekt in i den rådande idén om universum, baserat på Newtons gravitationslagar.
Vad vet vi om en icke-existerande planet?
Man tror att vulkanens massa bordemotsvarar massan av Merkurius för att utöva en gravitationseffekt på "grannen". Le Verrier trodde dock att detta inte var tillräckligt, och var benägen att tro att en grupp asteroider var oumbärlig.
Men Lescarbaults observationer och uppteckningarsom han förvarade om dem, försåg matematikern med viktiga data så att han kunde försöka bestämma Vulcans omloppsbana, avståndet från solen och andra egenskaper. Från dessa data beräknade Le Verrier en ungefärlig cirkulär bana av planeten. Han uppskattade Vulcans avstånd från stjärnan till cirka 21 miljoner km. Som ni vet har Merkurius den mest excentriska omloppsbanan bland alla planeter i solsystemet, men när den närmar sig solen vid perihel är den cirka 45,8 miljoner km.
Le Verrier beräknade revolutionsperioden:forskaren tog cirka 19 dagar och 18 timmar med en orbital lutning på cirka 12 grader och 10 minuter i förhållande till ekliptikan. Innan hans död 1877 gjorde matematikern flera försök att förutsäga Vulcans transit genom solen före hans död, men detta blev ingenting.
Förutom Le Verriers beräkningar kan lite annat vara detatt med säkerhet säga om en planet som trots allt inte riktigt existerade. Om det fanns skulle det vara många gånger varmare än Merkurius, eftersom det var mer än dubbelt så nära solen. Det kan vara anledningen till att vissa observatörer som påstod sig ha sett Vulcan hävdade att den hade en rödaktig nyans.
Vem begravde sökandet efter Vulcan?
Även om Newtons lagar var hjälpsamma för att förutsägagravitationseffekter är de inte den ultimata sanningen. Så när Albert Einstein började utveckla sin allmänna relativitetsteori var den svårfångade planeten Vulcan mycket viktig för honom.
Faktum är att Merkurius var en "testplats" förutveckling av hans allmänna relativitetsteori. Om hon kunde förklara vacklan i Merkurius bana utan att "förlita sig" på Vulcans existens, skulle hon inte bara lösa ett stort mysterium inom astronomi och fysik. Allmän relativitetsteori ersatte helt Newton och hans rörelselagar och gravitation i beskrivningen av universum.
Nyckelupptäckten av den allmänna relativitetsteorinEinsteins idé om gravitation var mer än bara en kraft mellan två kroppar, som Newton trodde. För Einstein var detta en konsekvens av massans "nedsänkning" i "tyget" av vad han kallade rum-tid.
Enligt grunderna för den allmänna relativitetsteorin,rum och tid är inte statiska, utan dynamiska och föremål för förändring. Hur detta händer beror på närvaron och rörelsen av materia och energi. En enorm massa som solen skapar kurvor i rum-tid. Det är normalt att stjärnan påverkar rörelsen av föremål. Till exempel i Merkurius omloppsbana.
Utan krökt rum-tidnågon annan massa, som planeten Vulcan, som kommer att få den att vingla. Men enligt den allmänna relativitetsteorien beter sig Merkurius precis som Einstein förutspått. Som ett resultat, mer än 100 år efter publiceringen av den allmänna relativitetsteorin, förblev planeten Vulcan hypotetisk och sökte inte längre efter den.
Läs mer
Är standardmodellen för fysik inte längre relevant? Det viktigaste med det nya arbetet med forskare vid kollideraren
Forskare "återuppväcker" ett gammalt enzym för att föda 9 miljarder människor år 2050
Hittade spår av den starkaste jordbävningen i mänsklighetens historia