История о том, как ученые 55 лет искали несуществующую планету.
Девятнадцатый век стал эпохой триумфа классической физики. Если в электродинамике еще оставались некоторые спорные моменты, то орбиты небесных тел, рассчитанные с помощью формул Кеплера, неизменно соответствовали наблюдениям. Окончательной победой классической небесной механики стало открытие Нептуна, состоявшееся в 1846 году. После того, как восьмая планета Солнечной Системы послушно обнаружилась в расчетном участке небосвода, последние сомнения в том, что астрономическое движение целиком подчиняется законам классической механики, окончательно рассеялись.
Однако, одна маленькая шероховатость все же оставалась непонятной. Французский астроном Леверье, один из первооткрывателей Нептуна, в 1859 году опубликовал статью, в которой обратил внимание публики на странное несоответствие. Меркурий, самая маленькая и близкая к Солнцу #планета нашей системы, демонстрировал возмутительное отклонение от расчетной орбиты.
Известно, что в самом простом случае небесные тела движутся вокруг Солнца по эллипсам. Однако, гравитационное влияние прочих объектов системы едва заметно искажает эти траектории. В частности, данные изменения проявляются в том, что ось орбиты небесного тела постоянно сдвигается на определенный угол – очень малый, но все же заметный. Например, орбита Земли проворачивается на 83 угловых секунды (то есть 0,023 градуса) за столетие, совершая полный оборот примерно за 15600 лет. Это явление называется прецессией перигелия и в особенности проявляется у небесных тел с небольшими и вытянутыми орбитами.
Чем ближе планета расположена к Солнцу, тем сильнее заметно это смещение, из чего следует, что именно Меркурий в наибольшей степени подвержен данному эффекту. Леверье учел влияние всех известных на тот момент планет Солнечной системы и рассчитал, что их общие усилия должны поворачивать орбиту Меркурия на 526,7 угловой секунды в столетие. (Это примерно 1 градус за 680 лет) Однако, наблюдения показывали, что прецессия маленькой планеты существенно больше – около 570 секунд за век. Таким образом, целых 43 секунды не имели видимой причины и требовали обоснований.
На фоне недавнего открытия Нептуна первым и очевидным объяснением аномального явления было предположение о существовании еще одной планеты, расположенной ближе к Солнцу, чем Меркурий. Косвенным подтверждением этой гипотезы стало эмпирическое правило Тициуса Боде, предсказавшее гипотетическое небесное тело на расстоянии около 0,1 астрономической единицы от нашего светила. Не найденная еще планета даже получила собственное название – Вулкан.
Однако, проверенный, казалось бы, способ поиска небесных тел дал внезапный сбой. При наличии многочисленных данных астрономических наблюдений, расчет орбиты гипотетической планеты не составил для астрономов особого труда. Однако, в ожидаемом месте ничего не нашлось. Более того, стройная схема Солнечной системы начала расползаться на глазах. Добавив предполагаемую планету в гравитационные уравнения, астрономы обнаружили, что параметры орбит уже известных небесных тел перестали соответствовать наблюдениям.
В попытках свести воедино противоречащие друг другу данные, ученые высказывали различные гипотезы. Например, предполагалось, что Вулкан – не единая массивная планета, а несколько крупных астероидов, названных вулканоидами. Однако, их также не удалось обнаружить. Другие концепции говорили о неизвестном ранее спутнике Меркурия или предполагали, что массы известных планет занижены. Однако, ни одна из этих идей так и не подтвердилась.
Окончательную точку в поисках Вулкана поставил Альберт Эйнштейн. В 1915 году он применил уравнения Общей теории относительности для расчета орбиты Меркурия и получил результаты, практически идеально объясняющие ее аномалии. Разумеется, орбиты прочих планет нашей системы также подверглись тщательному перерасчету. В итоге оказалось, что аномальная прецессия имелась у каждой из них, однако, ее величина оказалась слишком мала, чтобы быть замеченной ранее.
В итоге поиски «нулевой планеты» прекратились, а имя «Вулкан» так и осталось незанятым. В 2012 году его предлагали отдать свежеоткрытому спутнику Плутона, но в итоге отказались от этого решения, назвав небесное тело Стиксом. Возможно, Вулканом еще нарекут особо примечательную экзопланету или какое-нибудь малое небесное тело, однако, пока это этого не произошло.
Друзья! Мы стараемся подбирать для выпусков самые важные темы и самые интересные новости. Поддержите канал, оценив статью лайком. А если вы впервые с нами – подпишитесь на канал, чтобы всегда быть в курсе космических новостей. И – услышимся.
Наш Youtube - лучшие ролики на самые интересные темы
Наш Telegram - самые свежие новости науки и космоса
Наш VK
