Hvad er årsagerne til forstyrrelser opdaget i kredsløb om Planet Uranus?

Astronom William Herschel opdagede Uranus i 1781. Det var den første planet, der blev opdaget gennem et teleskop, og den første, der ikke havde været under konstant observation siden oldtiden. I årene efter opdagelsen spores astronomer den nye planet meget omhyggeligt. De opdagede forstyrrelser i sin bane, hvoraf nogle kunne forklares ved tyngdekraften af kendte planeter som Jupiter og Saturn, mens andre førte til opdagelsen af ​​den hidtil ukendte planet Neptun.

Da Uranus blev opdaget, var de fysiske love, der styrede solsystemets dynamik, meget godt forstået. Den eneste involverede kraft er tyngdekraften, som kan kombineres med Newtons bevægelseslove for at give en omfattende matematisk beskrivelse af planetbaner. De resulterende ligninger er ekstremt strenge, hvilket tillader en planets bevægelse over himlen at forudsiges med en høj grad af nøjagtighed. Dette var allerede gjort for de tidligere kendte planeter, og det blev gjort for Uranus inden for to år efter dets opdagelse.

Oprindeligt syntes Uranus-bevægelsen at følge forudsigelserne meget godt. Gradvist begyndte den observerede placering af planeten imidlertid at afvige fra dens forventede position. I 1830 var forskellen mere end fire gange planetens diameter og kunne ikke længere ignoreres. En forklaring, begunstiget af nogle astronomer, var, at Newtons formulering af tyngdekraft var fejlagtig, hvilket resulterede i forudsigelser, der var omtrent, men ikke nøjagtigt korrekte. Den eneste anden mulighed var, at et ukendt objekt kredsede et sted i det ydre område af solsystemet.

De oprindelige beregninger af Uranus 'bane tog højde for tyngdekraftseffekterne af alle de kendte objekter i solsystemet. Den primære effekt var fra solen, men der var foruroligende effekter fra de gigantiske planeter Jupiter og Saturn. Den observerede uoverensstemmelse antydede, at der var en anden stor planet, der ventede på at blive opdaget ud over Uranus 'bane. I teorien kunne kredsløbet for denne uopdagede planet beregnes med rimelig præcision baseret på de observerede forstyrrelser i Uranus 'position. Disse beregninger blev udført i 1843 af en engelsk astronom, John Couch Adams, men desværre blev deres betydning ikke anerkendt i England på det tidspunkt.

Beregninger, der ligner Adams, blev udført af en fransk videnskabsmand, Urbain Le Verrier, kort tid efter. Ved hjælp af Le Verrier-figurer opdagede astronomer ved Berlin-observatoriet den forudsagte planet i 1846, og den fik efterfølgende navnet Neptun. Efter opdagelsen af ​​Neptun og langt ind i det 20. århundrede var der kontroverser over, om dets eksistens fuldt ud forklarede de resterende forstyrrelser i Uranus-kredsløbet. Men de fleste astronomer i dag mener, at dette faktisk er tilfældet.