Астроном Вільям Гершель відкрив Уран в 1781 році. Це була перша планета, відкрита за допомогою телескопа, і перша, яка не була під постійним спостереженням з давніх часів. У роки після його відкриття астрономи дуже ретельно відстежували нову планету. Вони виявили збурення на його орбіті, деякі з яких можна пояснити гравітаційними ефектами відомі планети, такі як Юпітер і Сатурн, а інші призвели до відкриття невідомої досі планети Нептун.
Динаміка сонячної системи
На той час, коли був відкритий Уран, фізичні закони, що регулюють динаміку Сонячної системи, були дуже добре зрозумілі. Єдина задіяна сила - сила тяжіння, яка може поєднуватися із законами руху Ньютона, щоб забезпечити вичерпний математичний опис орбіт планет. Отримані рівняння надзвичайно суворі, що дозволяє прогнозувати рух планети по небу з високим ступенем точності. Це вже було зроблено для раніше відомих планет, і це було зроблено для Урану протягом двох років після його відкриття.
Орбітальні розбіжності
Спочатку рух Урана дуже добре слідував передбаченням. Однак поступово спостережуване місце розташування планети почало розходитися з очікуваним положенням. До 1830 р. Розбіжність перевищувала діаметр планети більш ніж у чотири рази і більше не могла залишатися без уваги. Одне з пояснень, яке підтримували деякі астрономи, полягало в тому, що формулювання гравітації Ньютона було помилковим, що призвело до передбачень, які були приблизно, але не точно правильними. Єдиною можливою можливістю було те, що невідомий об’єкт кружляв десь у віддаленій частині Сонячної системи.
Передбачення нової планети
Оригінальні розрахунки орбіти Урана враховували гравітаційні ефекти всіх відомих об’єктів Сонячної системи. Первинний ефект був від сонця, але були збурювальні ефекти від гігантських планет Юпітер і Сатурн. Спостережувана невідповідність припустила, що за орбітою Урана чекала на відкриття ще одна велика планета. Теоретично орбіту цієї невідкритої планети можна було б розрахувати з достатньою точністю на основі спостережуваних збурень в положенні Урана. Ці розрахунки були проведені в 1843 році англійським астрономом Джоном Куч Адамсом, але, на жаль, їх значення в той час не було визнано в Англії.
Відкриття Нептуна
Невдовзі після цього французький учений Урбен Ле Вер’є провів розрахунки, дуже схожі на розрахунки Адамса. Використовуючи фігури Ле Вер'є, астрономи Берлінської обсерваторії виявили передбачувану планету в 1846 році, і згодом їй дали ім'я Нептун. Після відкриття Нептуна і аж до 20 століття виникали суперечки щодо того, чи повністю його пояснило залишкові збурення на орбіті Урана. Але більшість астрономів сьогодні вважають, що це справді так.