Astronom William Herschel oppdaget Uranus i 1781. Det var den første planeten som ble oppdaget gjennom et teleskop, og den første som ikke hadde vært under konstant observasjon siden antikken. I årene etter oppdagelsen fulgte astronomer den nye planeten veldig nøye. De oppdaget forstyrrelser i sin bane, hvorav noen kan forklares med gravitasjonseffekten av kjente planeter som Jupiter og Saturn, mens andre førte til oppdagelsen av den hittil ukjente planeten Neptun.
Solsystemdynamikk
Da Uranus ble oppdaget, var de fysiske lovene som styrte dynamikken i solsystemet veldig godt forstått. Den eneste involverte kraften er tyngdekraften, som kan kombineres med Newtons bevegelseslover for å gi en omfattende matematisk beskrivelse av planetbaner. De resulterende ligningene er ekstremt strenge, slik at bevegelsen til en planet over himmelen kan forutsies med høy grad av nøyaktighet. Dette hadde allerede blitt gjort for de tidligere kjente planetene, og det ble gjort for Uranus innen to år etter oppdagelsen.
Orbitale avvik
Opprinnelig så Uranus-bevegelsen ut til å følge spådommene veldig bra. Gradvis begynte imidlertid den observerte plasseringen av planeten å avvike fra den forventede posisjonen. I 1830 var avviket mer enn fire ganger diameteren på planeten og kunne ikke lenger ignoreres. En forklaring, begunstiget av noen astronomer, var at Newtons formulering av tyngdekraften var feil, noe som resulterte i spådommer som var omtrent men ikke nøyaktig korrekte. Den eneste andre muligheten var at et ukjent objekt kretset et sted i de ytre delene av solsystemet.
Forutsi en ny planet
De opprinnelige beregningene av Uranus 'bane tok hensyn til gravitasjonseffekten av alle de kjente objektene i solsystemet. Den primære effekten var fra solen, men det var forstyrrende effekter fra de gigantiske planetene Jupiter og Saturn. Det observerte avviket antydet at det var en annen stor planet som ventet på å bli oppdaget utenfor Uranus 'bane. I teorien kan banen til denne uoppdagede planeten beregnes med rimelig presisjon basert på de observerte forstyrrelsene i Uranus 'posisjon. Disse beregningene ble utført i 1843 av en engelsk astronom, John Couch Adams, men dessverre ble deres betydning ikke anerkjent i England på den tiden.
Oppdagelsen av Neptun
Beregninger som lignet på Adams ble utført av en fransk forsker, Urbain Le Verrier, like etterpå. Ved hjelp av figurene til Le Verrier oppdaget astronomer ved Berlin observatorium den spådde planeten i 1846, og den fikk deretter navnet Neptun. Etter oppdagelsen av Neptun og godt inn i det 20. århundre var det kontrovers om hvorvidt eksistensen fullstendig forklarte de gjenværende forstyrrelsene i Uranus-banen. Men de fleste astronomer i dag mener at dette virkelig er tilfelle.