Planeta zrodzona z matematyki „wymazanej” przez Einsteina

[reklama_1]

W XIX wieku astronomowie obliczyli istnienie planety w Układzie Słonecznym i nazwali ją Wulkan, ale nikt jej tak naprawdę nie zaobserwował.

Merkury, najbliższa Słońcu planeta w układzie. Zdjęcie: NASA — Merkury, najbliższa Słońcu planeta w układzie. Zdjęcie: *NASA*

Setki lat temu naukowcy zauważyli, że orbita Urana nieznacznie różni się od przewidywanej przez teorię grawitacji Newtona. W lipcu 1846 roku francuski astronom i matematyk Urbain Le Verrier zasugerował, że tę rozbieżność można wyjaśnić istnieniem innej planety i przedstawił przewidywania dotyczące orbity nieznanego ciała niebieskiego.

Le Verrier nie był tak bardzo zainteresowany odkryciem nowej planety za pomocą teleskopu, jak raczej tym, który już wcześniej dokonał tego matematycznego odkrycia. Zadanie obserwacji powierzono niemieckiemu astronomowi Johannowi Gottfriedowi Galle. 23 września 1846 roku Galle spojrzał na miejsce, w którym Le Verrier przewidział obecność nowej planety. Jednak zaskoczenie nastąpiło, gdy Galle nie dostrzegł tajemniczej planety, lecz odkrył Neptuna w odległości jednego stopnia od tego miejsca.

Następnie Le Verrier został poproszony o obserwację innej planety, Merkurego. Ze względu na bliskość Słońca, Merkury jest jedną z najtrudniejszych do obserwacji planet w Układzie Słonecznym. Zadaniem Le Verriera było zastosowanie fizyki Newtona do wykreślenia orbity planety.

Le Verrier jednak nie odniósł sukcesu. Starał się usilnie, ale ekscentryczna orbita Merkurego była zagadkowa. Zgodnie z teorią Newtona planety poruszały się po orbitach eliptycznych wokół Słońca, ale obserwacje wykazały, że orbita Merkurego podlegała większym fluktuacjom, niż można by to wytłumaczyć siłą grawitacji znanych planet.

Podobnie jak w przypadku Urana, Le Verrier uważał, że inna planeta powoduje zmiany w trajektorii Merkurego. Ostatecznie nadał tajemniczej planecie nazwę Wulkan, na cześć rzymskiego boga ognia.

Wkrótce astronomowie zaczęli zgłaszać obserwacje Wulkana, z których pierwsza została dokonana przez astronoma amatora Edmonda Modeste'a 26 marca 1859 roku. Na podstawie obserwacji Modeste'a Le Verrier obliczył orbitę nowej planety. Zakładał, że będzie ona tranzytowała (czyli przechodziła między swoją gwiazdą a obserwatorem, tak jak Merkury między Słońcem a Ziemią) dwa do czterech razy w roku.

Le Verrier udoskonalił swoje obliczenia na podstawie innych obserwacji, ale Wulkan nigdy nie został wiarygodnie zaobserwowany. Wiele obserwacji planety można wyjaśnić plamami słonecznymi, znanymi planetami i pobliskimi gwiazdami.

Mimo to Wulkan przetrwał 70 lat. W 1879 roku media donosiły nawet, że Wulkan będzie przelatywał przed Słońcem, opierając się na obliczeniach astronoma Theodora von Oppolzera. Jednak nikt nie widział planety. Ludzie szukali jej podczas niemal każdego zaćmienia Słońca w tamtym czasie, ale nie udało im się jej dostrzec.

Ostatecznie matematycznie wygenerowana planeta Le Verriera została „wymazana” przez nową teorię fizyczną: ogólną teorię względności. Teoria Einsteina potrafiła przewidzieć trajektorię Merkurego bez wpływu żadnych dodatkowych planet.

Ogólna teoria względności głosi, że grawitacja jest wynikiem zakrzywienia czasoprzestrzeni spowodowanego przez masywne obiekty, przy czym obiekty znajdujące się bliżej obiektu są bardziej dotknięte. Teoria ta może zatem wyjaśnić wahania orbity Merkurego, planety znajdującej się najbliżej Słońca. Planety w zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego są mniej dotknięte, ponieważ znajdują się dalej od Słońca.

Zatem teoria Einsteina może wyjaśnić orbity Merkurego, Ziemi, Marsa, Jowisza i wielu innych planet bez odwoływania się do innych planet. Powstanie nowej teorii sprawia również, że Wulkan odchodzi w przeszłość.

Thu Thao (według IFL Science )

Link źródłowy