Зміст
Астроном Вільям Гершель відкрив Уран в 1781 році. Це була перша планета, яку було виявлено 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 на його орбіті збурення, деякі з яких можна пояснити гравітаційним впливом відомих планет, таких як Юпітер і Сатурн, а інші призвели до відкриття досі невідомої планети Нептуна.
Динаміка сонячної системи
На той час, коли був виявлений Уран, фізичні закони, що регулюють динаміку Сонячної системи, були дуже добре зрозумілі. Єдина задіяна сила - сила тяжіння, яка може поєднуватися із законами Ньютона про рух для отримання вичерпного математичного опису планетарних орбіт. Отримані рівняння надзвичайно жорсткі, що дозволяє передбачати рух планети по небу з високим ступенем точності. Це вже було зроблено для відомих раніше планет, і це було зроблено для Урана протягом двох років після його відкриття.
Орбітальні розбіжності
Спочатку рух Урана, здавалося, дуже добре відповідав прогнозам. Однак поступово спостережуване розташування планети почало розходитися від очікуваного положення. До 1830 р. Невідповідність становила понад чотири рази більше діаметра планети і її вже не можна було ігнорувати. Одне з пояснень, прихильне деякими астрономами, полягало в тому, що формулювання гравітації Ньютона було помилковим, в результаті чого були прогнози, які були приблизно, але не зовсім правильними. Єдиною іншою можливістю було те, що невідомий об’єкт орбітував десь у зовнішній течії Сонячної системи.
Прогнозування нової планети
Оригінальні розрахунки орбіти Урана враховували гравітаційні ефекти всіх відомих об’єктів Сонячної системи. Первинний ефект був від сонця, але були збурюючі наслідки з гігантських планет Юпітер та Сатурн. Виявлена невідповідність підказує, що за орбітою Урана чекає її відкриття ще одна велика планета. Теоретично орбіту цієї нерозкритої планети можна було обчислити з розумною точністю на основі спостережуваних збурень у положенні Урана. Ці розрахунки було здійснено в 1843 році англійським астрономом Джоном Кушем Адамсом, але, на жаль, їх значення в Англії тоді не було визнано.
Відкриття Нептуна
Незабаром після цього розрахунки, подібні до Адамса, здійснив французький вчений Урбейн Ле Вер'є. Використовуючи фігури Ле Вер’єра, астрономи Берлінської обсерваторії виявили передбачувану планету в 1846 році, і згодом їй дали ім'я Нептун. Після відкриття Нептуна і в 20-му столітті виникали суперечки щодо того, чи повністю існування його пояснило залишкові збурення на орбіті Урана. Але сьогодні більшість астрономів вважають, що це дійсно так.