William Herschel csillagász 1781-ben fedezte fel az Uránt. Ez volt az első bolygó, amelyet teleszkóp segítségével fedeztek fel, és az első, amelyet az ókor óta nem figyeltek folyamatosan. A felfedezés utáni években a csillagászok nagyon gondosan követték nyomon az új bolygót. Pályáján zavarokat fedeztek fel, amelyek némelyike a gravitációs hatásokkal magyarázható ismert bolygók, mint például a Jupiter és a Szaturnusz, míg mások az eddig ismeretlen bolygó felfedezéséhez vezettek Neptun.
Naprendszer-dinamika
Mire felfedezték az Uránt, a Naprendszer dinamikáját szabályozó fizikai törvényeket nagyon jól megértették. Az egyetlen érintett erő a gravitáció, amely Newton mozgástörvényeivel kombinálva átfogó matematikai leírást nyújthat a bolygó pályáiról. Az így kapott egyenletek rendkívül szigorúak, így nagy pontossággal lehet előre jelezni egy bolygó mozgását az égen. Ez már megtörtént a korábban ismert bolygók esetében, és a felfedezéstől számított két éven belül megtörtént az Uránusz számára.
Orbitális eltérések
Kezdetben úgy tűnt, hogy az Urán mozgása nagyon jól követi az előrejelzéseket. Fokozatosan azonban a bolygó megfigyelt helyzete kezdett eltérni a várt helyzetétől. 1830-ra az eltérés több mint négyszerese volt a bolygó átmérőjének, és már nem lehetett figyelmen kívül hagyni. Az egyik magyarázat, amelyet egyes csillagászok kedveltek, az volt, hogy Newton gravitációs megfogalmazása hibás volt, így jóslatok voltak megközelítően, de nem pontosan helyesek. Az egyetlen másik lehetőség az volt, hogy egy ismeretlen objektum kering valahol a Naprendszer külső szakaszán.
Új bolygó megjóslása
Az Uránusz pályájának eredeti számításai figyelembe vették a Naprendszer összes ismert objektumának gravitációs hatásait. Az elsődleges hatás a napból származott, de a Jupiter és a Szaturnusz óriásbolygók zavaró hatásokat mutattak. A megfigyelt eltérés arra utalt, hogy van még egy nagy bolygó, amely felfedezésre várt az Urán pályáján túl. Elméletileg ennek a felfedezetlen bolygónak a pályája ésszerű pontossággal kiszámítható volt az Urán helyzetében megfigyelt zavarok alapján. Ezeket a számításokat 1843-ban egy angol csillagász, John Couch Adams hajtotta végre, de sajnos jelentőségüket akkor még nem ismerték el Angliában.
A Neptunusz felfedezése
Az Adamséhoz nagyon hasonló számításokat nem sokkal később egy francia tudós, Urbain Le Verrier hajtott végre. Le Verrier adatainak felhasználásával a berlini csillagvizsgáló csillagászai 1846-ban felfedezték az előrejelzett bolygót, és ezt követően a Neptunusz nevet kapták. A Neptunusz felfedezését követően és a 20. században is vita alakult ki arról, hogy létezése teljesen megmagyarázza-e az Uránusz pályáján fennmaradó zavarokat. De a legtöbb csillagász úgy gondolja, hogy ez valóban így van.