La planète née des mathématiques « effacée

Au XIXe siècle, les astronomes ont calculé l'existence d'une planète dans le système solaire et l'ont nommée Vulcain, mais personne ne l'avait encore observée.

Mercure, la planète la plus proche du Soleil dans le système solaire. Photo : NASA — Mercure, la planète la plus proche du Soleil dans le système solaire. Photo : *NASA*

Il y a des siècles, des scientifiques ont remarqué que l'orbite d'Uranus différait légèrement des prédictions de la théorie de la relativité générale de Newton. En juillet 1846, l'astronome et mathématicien français Urbain Le Verrier a suggéré que cette différence pouvait s'expliquer par la présence d'une autre planète et a formulé une prédiction concernant l'orbite de ce corps céleste inconnu.

Le Verrier n'était pas particulièrement intéressé par la découverte de la nouvelle planète à l'aide d'un télescope, puisqu'il l'avait déjà trouvée mathématiquement. La tâche d'observation fut confiée à l'astronome allemand Johann Gottfried Galle. Le 23 septembre 1846, Galle observa l'endroit où Le Verrier prévoyait l'apparition de la nouvelle planète. Cependant, à sa grande surprise, Galle ne vit pas la mystérieuse planète, mais découvrit Neptune dans un rayon d'un degré autour de cet endroit.

Plus tard, on demanda à Le Verrier d'observer une autre planète, Mercure. Si proche du Soleil, Mercure était l'une des planètes les plus difficiles à observer du système solaire. Le Verrier fut chargé d'appliquer les lois de la physique newtonienne pour déterminer l'orbite de la planète.

Cependant, Le Verrier échoua. Il s'efforça, mais l'orbite excentrique de Mercure demeurait un mystère. Selon la théorie de Newton, les planètes décrivent des orbites elliptiques autour du Soleil, mais les observations montrèrent que l'orbite de Mercure fluctuait davantage que ne le laissait supposer l'influence gravitationnelle des planètes connues.

Comme pour Uranus, Le Verrier pensait que la cause était une autre planète modifiant la trajectoire de Mercure. Finalement, il nomma cette mystérieuse planète Vulcain, d'après le dieu romain du feu.

Peu après, les astronomes commencèrent à publier des observations de Vulcain. Le premier rapport fut établi par l'astronome amateur Edmond Modeste le 26 mars 1859. À partir des observations de Modeste, Le Verrier calcula l'orbite de la nouvelle planète. Il estima qu'elle effectuerait des transits (passage d'une planète entre son étoile et l'observateur, semblable à celui de Mercure entre le Soleil et la Terre) 2 à 4 fois par an.

Le Verrier affina ses calculs à partir d'autres observations, mais Vulcain n'avait jamais été observée avec certitude. De nombreuses observations de la planète pouvaient s'expliquer par des taches solaires, des planètes connues et des étoiles proches.

Néanmoins, Vulcain a subsisté pendant 70 ans. En 1879, les médias annoncèrent même que Vulcain passerait devant le Soleil, se basant sur les calculs de l'astronome Theodor von Oppolzer. Cependant, personne n'a aperçu la planète. On l'a cherchée lors de la plupart des éclipses solaires de cette époque, mais sans succès.

Finalement, la planète issue des calculs de Le Verrier fut invalidée par une nouvelle théorie physique : la relativité générale. La théorie d’Einstein permettait de prédire la trajectoire de Mercure sans aucune interférence planétaire.

La relativité générale postule que la gravité résulte de la courbure de l'espace-temps causée par les objets massifs, les objets les plus proches de ces derniers étant davantage affectés. Cette théorie pourrait donc expliquer les oscillations de l'orbite de Mercure, la planète la plus proche du Soleil. Les planètes plus éloignées du Soleil sont moins affectées par cette courbure.

Ainsi, la théorie d'Einstein pouvait expliquer les orbites de Mercure, de la Terre, de Mars, de Jupiter et de nombreuses autres planètes sans qu'il soit nécessaire de faire référence à d'autres planètes. L'émergence de cette nouvelle théorie a également relégué Vulcain au passé.

Thu Thao (Selon IFL Science )

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