Planet Vulkan
U 19. stoljeću astronomi su tražili planet bliži Suncu od Merkura kako bi objasnili nepravilnosti u njegovoj putanji. Nekoliko opažanja i proračuna učinilo je potragu uvjerljivom, no novi zakon gravitacije pokazao je da dodatni planet nije potreban.
Ukratko
- Urbain Le Verrier predložio je planet između Merkura i Sunca kao moguće objašnjenje odstupanja u Merkurovoj putanji.
- Francuski liječnik Edmond Lescarbault tvrdio je da je 1859. vidio tamnu točku kako prelazi preko Sunca.
- Le Verrier je opažanje razmotrio i 1860. predstavio Akademiji znanosti; potraga se nastavila tijekom više desetljeća.
- Opća teorija relativnosti Alberta Einsteina 1915. objasnila je višak u precesiji Merkurove putanje bez potrebe za dodatnim planetom.
Nepravilnost u Merkurovoj putanji
Urbain Le Verrier izgradio je ugled uspješnim proračunom položaja Neptuna na temelju odstupanja u putanji Urana. Zato je ideja o još jednom nevidljivom planetu privukla pozornost kada se pojavila slična poteškoća u kretanju Merkura. Njegova se putanja polako okreće: točka najbliža Suncu, perihel, pomiče se pri svakom obilasku. Poznati utjecaji drugih planeta objašnjavali su gotovo cijeli pomak, ali je preostala mala razlika.
Le Verrier je 1859. razmatrao mogućnost da neotkrivena masa unutar Merkurove putanje gravitacijski djeluje na njega. Potencijalni planet dobio je ime Vulkan, prema rimskom bogu vatre. Astronomi su mogli tražiti takvo tijelo tijekom njegova prolaska ispred Sunčeva diska, kada bi izgledalo kao mala tamna točka, ili tijekom potpune pomrčine Sunca, kada Sunčev sjaj nakratko zaklanja korona i olakšava uočavanje objekata blizu Sunca.
Opažanje iz Orgèresa
U pismu od 22. prosinca 1859. Edmond Modeste Lescarbault, liječnik i amaterski astronom iz Orgèresa u Francuskoj, izvijestio je Le Verriera da je ranije te godine vidio okruglu tamnu točku kako prelazi Sunce. Le Verrier posjetio je Lescarbaulta i ispitao njegovo opažanje. Zapis i Le Verrierov komentar predstavljeni su Akademiji znanosti 2. siječnja 1860., a tvrdnja je privukla širu pozornost jer se vrijeme opažanja moglo uklopiti u proračune hipotetske unutarnje putanje.
Lescarbaultovo opažanje nije bilo fotografski zapis koji bi drugi astronomi mogli neovisno provjeriti. Ostalo je izvješće pojedinačnog promatrača, a procjena vremena, položaja i izgleda točke ovisila je o njegovim bilješkama. Le Verrier ga je ipak smatrao dovoljno uvjerljivim da objavi rezultate i potakne daljnje traženje. Njegov autoritet i raniji uspjeh s Neptunom doprinijeli su zanimanju za ideju, ali nisu zamijenili ponovljenu potvrdu.
Potraga tijekom pomrčina
Astronomi su u desetljećima nakon toga prijavljivali nove tamne točke i moguća opažanja objekata blizu Sunca. Svako je zahtijevalo provjeru: tamne točke na Sunčevu disku mogu biti Sunčeve pjege, a prividni objekti za vrijeme pomrčine mogli su biti zvijezde ili opažačke pogreške. Tijekom potpune pomrčine 1878. astronomi James Craig Watson i Lewis Swift izvijestili su o objektima koje su povezali s mogućim Vulkanom. Njihova tumačenja nisu postala ponovljena potvrđena opažanja planeta.
Potragu je otežavalo to što bi hipotetsko tijelo bilo blizu Sunca i teško ga je bilo razlikovati od drugih pojava. Da je Vulkan doista kružio unutar Merkurove putanje, njegova bi se konfiguracija i vidljivost mijenjale; opažanje jedne tamne točke ne bi bilo dovoljno da se odredi stabilna orbita. Tijekom više desetljeća nisu se uskladili neovisni prolazi, predviđanja i snimke koji bi potvrdili postojanje planeta.
Einsteinovo objašnjenje
Godine 1915. Albert Einstein izračunao je da opća teorija relativnosti objašnjava preostali pomak Merkurova perihela. Njegova teorija gravitacije predviđa dodatnih približno 43 kutne sekunde po stoljeću, u skladu s opaženim odstupanjem. Za objašnjenje Merkurove putanje više nije bila potrebna nepoznata planeta.
Vulkan je tako prestao biti nužna astronomska hipoteza. Povijesni zapisi Lescarbaulta i drugih promatrača ostaju dio razvoja astronomije, no nisu potvrda planeta. Moderni prikazi potrage ne tretiraju ga kao otkriveno tijelo Sunčeva sustava; anomalija koja je potaknula potragu dobila je objašnjenje u promjeni teorije gravitacije.
Kronologija
- 1859.: Le Verrier razmatra nepoznato tijelo unutar Merkurove putanje kao objašnjenje ostatka u njegovu orbitalnom gibanju.
- 22. prosinca 1859.: Edmond Lescarbault piše Le Verrieru o navodnom prelasku tamne točke preko Sunčeva diska.
- 2. siječnja 1860.: Le Verrier predstavlja Lescarbaultovo pismo i komentar Akademiji znanosti u Parizu.
- 1878.: James Craig Watson i Lewis Swift tijekom potpune pomrčine izvještavaju o mogućim objektima unutar Merkurove putanje.
- 18. studenoga 1915.: Einstein predaje rad u kojem opća teorija relativnosti objašnjava precesiju Merkurova perihela.
Ključne osobe
- Urbain Jean Joseph Le Verrier: Francuski matematičar i astronom koji je predložio unutarnji planet kao objašnjenje Merkurova orbitalnog odstupanja.
- Edmond Modeste Lescarbault: Liječnik i amaterski astronom koji je prijavio opažanje tamne točke preko Sunca.
- Albert Einstein: Fizičar čija je opća teorija relativnosti objasnila dodatnu precesiju Merkurove putanje.
- James Craig Watson: Američki astronom koji je 1878. prijavio mogući objekt blizu Sunca.
- Lewis Swift: Američki astronom koji je tijekom iste pomrčine izvijestio o mogućem unutarnjem planetu.
Što se zna
- Le Verrierovo rješenje orbitalne zagonetke Merkura motiviralo je hipotezu o dodatnom tijelu unutar njegove putanje.
- Lescarbaultovo pismo iz prosinca 1859. i Le Verrierov komentar objavljeni su u zapisima Akademije znanosti.
- Različiti astronomi prijavili su moguća opažanja Vulkana, ali ona nisu uspostavila dosljednu, ponovljenu orbitu.
- Einsteinova teorija iz 1915. predvidjela je oko 43 kutne sekunde dodatne precesije Merkurova perihela po stoljeću.
- Moderna gravitacijska teorija objašnjava opaženo odstupanje bez hipotetskog planeta.
Otvorena pitanja
- Je li Lescarbaultova tamna točka bila Sunčeva pjega, optički učinak ili drugo tijelo koje nije bilo planet?
- Koja su opažanja tijekom pomrčina 19. stoljeća bila pogrešna identifikacija zvijezda ili drugih pojava?
- Kako su Le Verrierov autoritet i iskustvo s Neptunom utjecali na prihvaćanje njegova novog predviđanja?
Teorije
- Le Verrier je predložio planet unutar Merkurove putanje kako bi objasnio preostali orbitalni pomak; relativistički izračun kasnije je uklonio potrebu za njim.
- Lescarbaultova tamna točka mogla je biti Sunčeva pjega ili druga pojava na Sunčevu disku; opažanje nije potvrđeno neovisnim snimkama.
- Neki objekti viđeni blizu Sunca tijekom pomrčina mogli su biti zvijezde, a ne planet koji kruži oko Sunca.
Povezane priče
Za daljnje istraživanje
- Faye, H. „Des premiers travaux de Le Verrier à la découverte de Neptune”, *Comptes Rendus Physique* (2017).
- Einstein Papers Project. „One Hundred Years of Einstein's Field Equations, and of the Explanation of Mercury's Perihelion” (2015).
- NASA Technical Reports Server. „Introduction” (1990), pregled klasičnih testova opće teorije relativnosti.
Izvori
- Faye, H. „Des premiers travaux de Le Verrier à la découverte de Neptune”. *Comptes Rendus Physique* 18 (2017).
- Einstein Papers Project. „One Hundred Years of Einstein's Field Equations, and of the Explanation of Mercury's Perihelion” (25. studenoga 2015.).
- NASA Technical Reports Server. „Introduction” (1990).
- Smithsonian Magazine. „Lunar Bat-men, the Planet Vulcan and Martian Canals”.