Планета, рожденная из математики, «стерта» Эйнштейном

В XIX веке астрономы вычислили планету в Солнечной системе и назвали ее Вулканом, но никто на самом деле ее не наблюдал.

Меркурий — ближайшая к Солнцу планета в системе. Фото: NASA — Меркурий — ближайшая к Солнцу планета в системе. Фото: *NASA*

Сотни лет назад учёные заметили, что орбита Урана несколько отличается от предсказанной теорией тяготения Ньютона. В июле 1846 года французский астроном и математик Урбен Леверье предположил, что это несоответствие может быть объяснено присутствием другой планеты, и сделал прогноз относительно орбиты неизвестного небесного тела.

Леверье не столько интересовался открытием новой планеты с помощью телескопа, сколько уже обнаружил её математически. Наблюдение было поручено немецкому астроному Иоганну Готфриду Галле. 23 сентября 1846 года Галле осмотрел место, где, по предсказанию Леверье, должна была находиться новая планета. Однако его ждал сюрприз: Галле не увидел загадочную планету, а вместо неё обнаружил Нептун в пределах одного градуса от неё.

Затем Леверье было поручено наблюдать за другой планетой, Меркурием. Находясь так близко к Солнцу, Меркурий является одной из самых сложных для наблюдения планет Солнечной системы. Леверье было поручено, применяя законы ньютоновской физики, построить орбиту этой планеты.

Однако Леверье потерпел неудачу. Он очень старался, но эксцентричная орбита Меркурия озадачивала. Согласно теории Ньютона, планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, но наблюдения показали, что орбита Меркурия колеблется сильнее, чем могло бы объяснить гравитационное притяжение известных планет.

Как и в случае с Ураном, Леверье считал, что изменения в орбите Меркурия вызывает другая планета. В итоге он назвал загадочную планету Вулкан в честь римского бога огня.

Вскоре астрономы начали сообщать о наблюдениях Вулкана, первое из которых было сделано астрономом-любителем Эдмоном Модестом 26 марта 1859 года. Основываясь на наблюдениях Модеста, Леверье рассчитал орбиту новой планеты. Он полагал, что её транзит (прохождение планеты между звездой и наблюдателем, например, когда Меркурий проходит между Солнцем и Землёй) будет происходить от двух до четырёх раз в год.

Леверье уточнил свои расчёты, основываясь на других наблюдениях, но достоверного наблюдения за Вулканом так и не произошло. Многие наблюдения за планетой можно объяснить солнечными пятнами, известными планетами и близлежащими звёздами.

Однако Вулкан просуществовал 70 лет. В 1879 году СМИ даже сообщили, что Вулкан пройдёт по диску Солнца, согласно расчётам астронома Теодора фон Оппольцера. Однако планету никто не видел. Люди искали её почти во время каждого солнечного затмения того времени, но не могли её увидеть.

В конечном итоге, математически сгенерированная планета Леверье была «стёрта» новой физической теорией: общей теорией относительности. Теория Эйнштейна могла предсказать траекторию Меркурия без влияния каких-либо дополнительных планет.

Общая теория относительности утверждает, что гравитация возникает из-за искривления пространства-времени, вызванного массивными объектами, причём объекты, расположенные ближе к массивному объекту, испытывают более сильное влияние. Таким образом, эта теория может объяснить колебания орбиты Меркурия, ближайшей к Солнцу планеты. Планеты во внешних областях Солнечной системы испытывают меньшее влияние, поскольку находятся дальше от Солнца.

Таким образом, теория Эйнштейна может объяснить орбиты Меркурия, Земли, Марса, Юпитера и многих других планет, не прибегая к другим планетам. Рождение новой теории также оставляет Вулкан в прошлом.

Ту Тао (по данным IFL Science )

Ссылка на источник