¿Cuáles son las causas de las perturbaciones descubiertas en la órbita del planeta Urano?

El astrónomo William Herschel descubrió Urano en 1781. Fue el primer planeta descubierto a través de un telescopio y el primero que no había estado bajo observación constante desde la antigüedad. En los años posteriores a su descubrimiento, los astrónomos siguieron el nuevo planeta con mucho cuidado. Descubrieron perturbaciones en su órbita, algunas de las cuales podrían explicarse por los efectos gravitacionales de planetas conocidos como Júpiter y Saturno, mientras que otros llevaron al descubrimiento del planeta hasta ahora desconocido Neptuno.

Cuando se descubrió Urano, las leyes físicas que gobiernan la dinámica del sistema solar se conocían muy bien. La única fuerza involucrada es la gravedad, que se puede combinar con las leyes del movimiento de Newton para proporcionar una descripción matemática completa de las órbitas planetarias. Las ecuaciones resultantes son extremadamente rigurosas, lo que permite predecir el movimiento de un planeta a través del cielo con un alto grado de precisión. Esto ya se había hecho para los planetas previamente conocidos, y se hizo para Urano dos años después de su descubrimiento.

Inicialmente, el movimiento de Urano parecía seguir muy bien las predicciones. Sin embargo, gradualmente, la ubicación observada del planeta comenzó a diferir de su posición esperada. En 1830, la discrepancia era más de cuatro veces el diámetro del planeta y ya no podía ignorarse. Una explicación, favorecida por algunos astrónomos, fue que la formulación de Newton de la gravedad era errónea, lo que resultó en predicciones que eran aproximadamente correctas, pero no con precisión. La única otra posibilidad era que un objeto desconocido estuviera orbitando en algún lugar de los confines del sistema solar.

Los cálculos originales de la órbita de Urano tuvieron en cuenta los efectos gravitacionales de todos los objetos conocidos del sistema solar. El efecto principal fue el del sol, pero hubo efectos perturbadores de los planetas gigantes Júpiter y Saturno. La discrepancia observada sugirió que había otro gran planeta esperando ser descubierto más allá de la órbita de Urano. En teoría, la órbita de este planeta no descubierto podría calcularse con una precisión razonable basándose en las perturbaciones observadas en la posición de Urano. Estos cálculos fueron realizados en 1843 por un astrónomo inglés, John Couch Adams, pero desafortunadamente su importancia no fue reconocida en Inglaterra en ese momento.

Cálculos muy similares a los de Adams fueron realizados por un científico francés, Urbain Le Verrier, poco después. Utilizando las cifras de Le Verrier, los astrónomos del Observatorio de Berlín descubrieron el planeta predicho en 1846, y posteriormente se le dio el nombre de Neptuno. Tras el descubrimiento de Neptuno y bien entrado el siglo XX, hubo controversia sobre si su existencia explicaba por completo las perturbaciones residuales en la órbita de Urano. Pero la mayoría de los astrónomos creen que este es el caso.