천문학 자 William Herschel은 1781 년에 천왕성을 발견했습니다. 망원경을 통해 발견 된 최초의 행성이자 고대부터 지속적으로 관찰되지 않은 최초의 행성이었습니다. 발견 후 몇 년 동안 천문학 자들은 새로운 행성을 매우 조심스럽게 추적했습니다. 그들은 궤도에서 섭동을 발견했으며, 그중 일부는 중력 효과로 설명 될 수 있습니다. 목성과 토성과 같은 알려진 행성과 다른 행성은 지금까지 알려지지 않은 행성의 발견으로 이어졌습니다. 해왕성.
태양계 역학
천왕성이 발견되었을 때, 태양계의 역학을 지배하는 물리 법칙은 매우 잘 이해되었습니다. 관련된 유일한 힘은 중력이며, 뉴턴의 운동 법칙과 결합하여 행성 궤도에 대한 포괄적 인 수학적 설명을 제공 할 수 있습니다. 결과 방정식은 매우 엄격하여 하늘을 가로 지르는 행성의 움직임을 높은 정확도로 예측할 수 있습니다. 이것은 이전에 알려진 행성에 대해 이미 수행되었으며 천왕성이 발견 된 지 2 년 이내에 수행되었습니다.
궤도 불일치
처음에 천왕성의 움직임은 예측을 아주 잘 따르는 것처럼 보였다. 그러나 점차 관측 된 행성의 위치가 예상 위치에서 벗어나기 시작했습니다. 1830 년까지 불일치는 행성 지름의 4 배 이상이었으며 더 이상 무시할 수 없었습니다. 일부 천문학 자들이 선호하는 한 가지 설명은 뉴턴의 중력 공식화에 오류가있어 대략적으로 정확하지는 않은 예측이 나온다는 것입니다. 유일한 다른 가능성은 알려지지 않은 물체가 태양계 바깥 쪽 어딘가에서 궤도를 돌고 있다는 것입니다.
새로운 행성 예측
천왕성의 궤도에 대한 원래 계산은 태양계에서 알려진 모든 물체의 중력 효과를 고려했습니다. 주된 효과는 태양에서 발생했지만 거대한 행성 인 목성과 토성에서 교란 효과가있었습니다. 관찰 된 불일치는 천왕성의 궤도 너머에서 발견되기를 기다리는 또 다른 큰 행성이 있음을 시사했습니다. 이론적으로이 발견되지 않은 행성의 궤도는 천왕성의 위치에서 관찰 된 섭동을 기반으로 합리적인 정밀도로 계산할 수 있습니다. 이 계산은 1843 년 영국의 천문학자인 John Couch Adams에 의해 수행되었지만 불행히도 그 중요성은 당시 영국에서 인식되지 않았습니다.
해왕성의 발견
프랑스 과학자 인 Urbain Le Verrier가 Adams와 매우 유사한 계산을 수행했습니다. Le Verrier의 수치를 사용하여 베를린 천문대의 천문학 자들은 1846 년에 예측 된 행성을 발견했고 그 후에 해왕성의 이름을 부여 받았습니다. 해왕성이 발견 된 후 20 세기에 이르러 해왕성의 존재가 천왕성 궤도의 잔류 섭동을 완전히 설명했는지 여부에 대한 논란이있었습니다. 그러나 오늘날 대부분의 천문학 자들은 이것이 사실이라고 믿습니다.