¿Cuál es la base para que la gente infiera que puede haber planetas más distantes cerca de Urano?

Esta historia comienza con el descubrimiento de Urano. 1781 En la tarde del 31 de marzo, el astrónomo británico de origen alemán William Herschel observó el cielo nocturno con un telescopio casero y descubrió un nuevo cuerpo celeste, que pensó que podría ser un cometa. Pero observaciones posteriores de otros astrónomos demostraron que se trataba de un planeta grande y lo llamaron Urano. En 1821, Bouvard, director del Observatorio de París, recopiló años de observaciones astronómicas de Urano en un catálogo de Urano y calculó su órbita basándose en la ley de la gravitación universal. Se sorprendió al descubrir que la posición real de Urano se desviaba de su órbita calculada. ¿Está equivocada la ley de la gravitación universal o hay un gran planeta desconocido que interfiere con el movimiento de Urano?

En 1832, Airy, entonces profesor de astronomía en la Universidad de Cambridge, presentó un informe a la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia, presentando este gran problema que preocupaba a los astrónomos. No hay necesidad de dudar de la exactitud de la ley de la gravitación universal, por lo que es más probable que se descubra un planeta grande. Para encontrar este gran planeta, necesitamos resolver el problema de la "perturbación inversa". Si se conoce la posición de una estrella grande, se puede calcular su interferencia con el movimiento de los planetas cercanos basándose en la ley de la gravitación universal, lo que en astronomía se llama "perturbación". Pero, por otro lado, es mucho más difícil calcular la posición de un planeta desconocido a partir de la "perturbación" de un planeta grande. Esto era considerado imposible por la mayoría de los científicos de la época.

El 26 de junio de 1841, Adams, un estudiante de la Universidad de Cambridge, leyó el informe de Airy en la librería de Cambridge y decidió superar este problema después de graduarse. En 1843, Adams se graduó y permaneció en la escuela para enseñar. A través de Charles, profesor de astronomía en la Universidad de Cambridge, solicitó los datos de observación de Urano en el Observatorio de Greenwich a Airy, que había sido nombrado director del Observatorio de Greenwich. En septiembre de 1845, Adams obtuvo los resultados del cálculo, calculó la órbita del planeta desconocido y se la dio a Charles, con la esperanza de que el Observatorio de Cambridge buscara nuevos planetas basándose en ella. Pero Charles no creyó en los cálculos de Adams, pero le escribió a Airy recomendando a Adams. Adams visitó a Airy tres veces en 1845, 10 y 21, pero no pudo verlo y dejó una nota. Esta nota, que se ha conservado hasta el día de hoy, enumera los resultados de sus cálculos: la distancia promedio del nuevo planeta al sol es de 28 unidades astronómicas (la distancia entre la Tierra y el Sol es igual a 1 unidad astronómica), una un cuarto más que la distancia real; su posición en 1845 65438 + 1 de octubre es la longitud de la esfera celeste. Así como los geógrafos usan la longitud y la latitud para marcar la posición de la Tierra, los astrónomos usan la longitud y la latitud para marcar la posición de la esfera celeste) 323 grados 34 minutos - sólo unos 2 grados diferentes de la posición real de Neptuno.

Airy consideró esta nota como evidencia importante para la primera predicción de Adams sobre Neptuno, pero en ese momento no creía que este joven que acababa de graduarse de la universidad hubiera resuelto el problema de la perturbación inversa, y Adams sí lo hizo. No explico cómo calculó esto como resultado. Sin embargo, Airy le escribió una carta a Adams buscando aprender más sobre el trabajo de Adams. Por ejemplo, ¿puede explicar también la desviación de la trayectoria de Saint Seiya (es decir, la distancia al sol)? Adams redactó una respuesta pero, curiosamente, no la envió.

Airy no recibió respuesta de Adams, por lo que se olvidó del asunto. No recordó esto hasta que leyó el artículo de Le Yewei en junio de 1846. Le Villiers, profesor del Politécnico de París, comenzó a estudiar las perturbaciones de Urano en el verano de 1845 y publicó tres artículos en un año. El primer artículo de Levier, publicado el 10 de octubre de 1845, calculó con precisión los efectos perturbativos de Saturno y Júpiter sobre Urano, demostrando que eran insuficientes para explicar la desviación orbital de Urano. LeVert publicó su segundo artículo en junio de 1846, estimando la ubicación aproximada del planeta desconocido. Después de leer el segundo artículo de Le Yewei, Ellie sintió que el resultado era muy similar al de Adams, por lo que le escribió una carta a Le Yewei y le hizo la pregunta a Adams, pero no reveló que Adams estaba haciendo la misma investigación. LeVert respondió rápidamente, respondiendo la pregunta de Airy.

La respuesta de Level satisfizo a Airy y le hizo sentir la necesidad de encontrar nuevos planetas. Pero Ellie tiene problemas de vista y no puede hacer sus propias observaciones. Sugirió que Charles buscara nuevos planetas en secreto en el Observatorio de Cambridge. Charies inició las observaciones el 18 de julio basándose en nuevos cálculos proporcionados por Adams, pero no encontró nada.

El 31 de agosto de este año, Le Yewei publicó su tercer artículo, prediciendo la masa, el brillo y la ubicación más precisa de nuevos planetas, y pidiendo a los astrónomos que busquen nuevos planetas en consecuencia. Para consternación de Yewei, ningún astrónomo pareció prestar atención a su llamamiento. El 18 de septiembre, Le Yewei recordó que un joven astrónomo llamado Galle del Observatorio de Berlín le había enviado un artículo, por lo que le escribió una carta a Galle, diciéndole que si apuntaba el telescopio a la longitud celeste en el área de 325 grados, Descubrirá el octavo planeta del sistema solar que nadie ha visto jamás. En la mañana del 23 de septiembre, Caleb recibió una carta de Le Yewei y comenzó la observación esa noche. Utilizó un telescopio astronómico para observar y citar las posiciones de los cuerpos celestes, mientras su asistente Delet examinaba mapas. Unos minutos más tarde, Caleb informó haber visto una estrella con un brillo de 8 a 325,9 grados de longitud celeste. "¡Esa estrella no está en el mapa!", gritó Delight. La noche siguiente continuaron observando la posición de la estrella y encontraron un ligero movimiento, lo que indicaba que efectivamente se trataba de un planeta. Al tercer día, Caleb le escribió a Lewei, informándole: "El planeta cuya posición calculaste realmente existe".

Leweil escribió a algunos expertos en astronomía, incluido Airi Home, informándoles del descubrimiento de un nuevo planeta. sugirió llamarlo Neptuno. Airy y Charles revelan su plan secreto para encontrar un nuevo planeta y anuncian que Adams ha calculado su ubicación. Solicitaron que el nuevo planeta se llamara Poseidón, aparentemente sintiendo que tenían cierta prioridad. Los franceses se mostraron naturalmente escépticos: si Adams realmente hizo cálculos precisos, ¿por qué no los publicó en un artículo? ¿Por qué luchar por la prioridad después de los hechos?

Con el paso del tiempo, la controversia se fue calmando. La Royal Society le otorgó la Medalla LeVert en reconocimiento a su contribución, y Adams fue reconocido internacionalmente por su descubrimiento independiente. Pero la pregunta original no está bien respondida. Adams no era tan reacio a publicar como podría pensarse. Publicó otros artículos. La verdadera razón por la que Adams no publicó los resultados de sus cálculos como lo hizo LeVell fue que no tenía confianza en sus métodos y resultados de cálculo y seguía cambiando los resultados de los cálculos. El resultado final estaba lejos de la posición real de Neptuno.

Como se mencionó anteriormente, Airy, Charles y Adams comenzaron a buscar en secreto nuevos planetas después de conocer la investigación de Le Yewei. Adams corrigió el cálculo basándose en el segundo artículo de Lewes, pero dio un resultado muy incierto, que oscilaba entre 315 y 350 grados. Charlie tuvo que inspeccionar un área grande. Aunque Neptuno entró una vez en el rango de observación de Charies, no fue descubierto. El método de Charles para identificar planetas consistía en comparar observaciones en diferentes momentos para ver qué estrellas habían cambiado de posición. Debido a que el rango de observación es demasiado grande y hay demasiadas estrellas, Charlies sólo puede seleccionar las 39 estrellas más brillantes para comparar. Desafortunadamente, el brillo de Neptuno ocupaba el puesto 49 dentro del rango de observación de Charles, por lo que se lo pasó por alto. Dos días después de la publicación del tercer artículo de Le Verrier, Adams dio su último cálculo: la longitud de la eclíptica era de 315 grados, 11 grados peor que la posición real de Neptuno. Entonces, según el cálculo de Adams, Charles pasó dos meses y no obtuvo nada, mientras que Caleb lo obtuvo en unos minutos según el cálculo de Levere.