Apa Penyebab Gangguan yang Ditemukan di Orbit Planet Uranus?

Astronom William Herschel menemukan Uranus pada tahun 1781. Itu adalah planet pertama yang ditemukan melalui teleskop dan yang pertama tidak diamati secara konstan sejak zaman kuno. Pada tahun-tahun setelah penemuannya, para astronom melacak planet baru dengan sangat hati-hati. Mereka menemukan gangguan di orbitnya, beberapa di antaranya dapat dijelaskan oleh efek gravitasi planet yang dikenal seperti Jupiter dan Saturnus, sementara yang lain mengarah pada penemuan planet yang sampai sekarang tidak diketahui Neptunus.

Pada saat Uranus ditemukan, hukum fisika yang mengatur dinamika tata surya telah dipahami dengan sangat baik. Satu-satunya gaya yang terlibat adalah gravitasi, yang dapat digabungkan dengan hukum gerak Newton untuk memberikan deskripsi matematis yang komprehensif tentang orbit planet. Persamaan yang dihasilkan sangat ketat, memungkinkan pergerakan planet melintasi langit diprediksi dengan tingkat akurasi yang tinggi. Ini telah dilakukan untuk planet-planet yang diketahui sebelumnya, dan itu dilakukan untuk Uranus dalam waktu dua tahun setelah penemuannya.

Awalnya, gerak Uranus tampak mengikuti prediksi dengan sangat baik. Namun, secara bertahap, lokasi planet yang diamati mulai menyimpang dari posisi yang diharapkan. Pada tahun 1830 perbedaan itu lebih dari empat kali diameter planet dan tidak bisa lagi diabaikan. Satu penjelasan, yang disukai oleh beberapa astronom, adalah bahwa rumusan gravitasi Newton salah, menghasilkan prediksi yang kurang lebih tetapi tidak tepat. Satu-satunya kemungkinan lain adalah bahwa objek yang tidak diketahui mengorbit di suatu tempat di luar tata surya.

Perhitungan asli orbit Uranus memperhitungkan efek gravitasi dari semua objek yang diketahui di tata surya. Efek utamanya berasal dari matahari, tetapi ada efek yang mengganggu dari planet raksasa Jupiter dan Saturnus. Perbedaan yang diamati menunjukkan bahwa ada planet besar lain yang menunggu untuk ditemukan di luar orbit Uranus. Secara teori, orbit planet yang belum ditemukan ini dapat dihitung dengan presisi yang masuk akal berdasarkan gangguan yang diamati pada posisi Uranus. Perhitungan ini dilakukan pada tahun 1843 oleh seorang astronom Inggris, John Couch Adams, tetapi sayangnya signifikansi mereka tidak diakui di Inggris pada saat itu.

Perhitungan yang sangat mirip dengan Adams dilakukan oleh seorang ilmuwan Prancis, Urbain Le Verrier, tak lama kemudian. Menggunakan angka-angka Le Verrier, para astronom di Observatorium Berlin menemukan planet yang diprediksi pada tahun 1846, dan kemudian diberi nama Neptunus. Setelah penemuan Neptunus dan memasuki abad ke-20, ada kontroversi mengenai apakah keberadaannya sepenuhnya menjelaskan sisa gangguan di orbit Uranus. Tetapi kebanyakan astronom saat ini percaya bahwa memang demikianlah masalahnya.