27. októbra 2021
neptun

Planéta objavená matematikou

Keď sa niekto pozrie na oblohu a povie: „Jééj, aká jásná hviezda!“ je dosť možné, že sa nepozerá na hviezdu ale na planétu. Niektoré planéty sú totiž veľmi jasné. Síce nesvietia samé osebe, ale odrážajú svetlo zo Slnka. Viaceré vidno voľným okom: Merkúr, Venušu, Zem (ehm), Mars, Jupiter a Saturn. Sú však planéty, ktoré len-tak neuvidíte.

Koncom 16. storočia a začiatkom 17. storočia začali ľudia vyrábať prvé teleskopy a vďaka nim začali na oblohe objavovať nové objekty. Napríklad v roku 1609 objavil Galileo Galilei štyri veľké mesiace obiehajúce Jupiter – veľkosťou sú porovnateľné s Merkúrom!

Objaviť mesiac či kométu je možno fajn, no asi je jasné, že skutočným triumfom je až objav novej planéty. Tu však trvalo čakanie dlhšie, planétu Urán – teda prvú planétu neviditeľnú voľným okom – objavil William Herschel až v roku 1781. Chvíľu dokonca ľuďom trvalo presvedčiť sa, že naozaj ide o planétu a nie kométu.

Z časového rozostupu medzi objavom Galileovských mesiacov a objavom Uránu je jasné, že na objavenie novej planéty nestačí len tak niekam namieriť teleskop. Keď sa pozriete na náhodné miesto na oblohe, žiadnu novú planétu tam – takmer určite – nenájdete. Treba vedieť, kde hľadať.

Vďaka Newtonovému gravitačnému zákonu sme odhalili v pohybe planét poriadok. Výhodou toho, že si v niečom spravíte poriadok, je okrem iného to, že si zrazu dokážete všimnúť aj malé nepresnosti, ktoré z poriadku vytŕčajú.

To sa stalo práve pri analýze pohybu Uránu. Po jeho objavení sa presným pozorovaní sa zistilo, že sa okolo Slnka nepohybuje presne podľa Newtonových zákonov! V roku 1821 spísal Alexis Bouvard tabuľky pozorovaní, ktoré takéto nepresnosti zachytili. Jedným možným vysvetlením bolo, že ďalej od Slnka jednoducho Newtonove zákony neplatia. Druhá možnosť bola, že za Uránom sa nachádza ďalšia planéta, ktorá jeho pohyb oplyvňuje.

Ľudia tak začali riešiť takúto úlohu: kam a akú planétu máme umiestniť do matematicko-fyzikálneho modelu našej sústavy, aby narúšala pohyb Uránu presne pozorovaným spôsobom? Dnes by to bola za pomoci počítačov relatívne jednoduchá úloha. V polovici 19. storočia to však bol celkom náročný problém – ani 25 rokov po zhotovaní Bouvardových tabuliek nebola záhada vyriešená.

Človek by mal pocit, že ťažká časť práce je spočítať polohu planéty a ľahká je niekoho presvedčiť, aby sa na toto miesto pozrel. V Anglicku pracoval na určovaní polohy novej planéty John Couch Adams. Svoje poznámky nechal bez bližšieho vysvetlenia riaditeľovi observatória v Cambridgi a kvôli rôznym zmätkom jeho poznatky k ničomu neviedli.

V Francúzsku na riešení rovníc pracoval Urbain Jean-Joseph Le Verrier.  Tomu sa počtársky darilo, no k hľadaniu novej planéty sa mu nedarilo pomknúť žiadneho miestneho astronóma. Prehltol tak národnú hrdosť a výpočty s možnou polohou neznámej planéty poslal poštou do Berlína, Johannovi Gottfried Galleovi. Tomu sa návrh páčil a v noci namieril teleskop na miesto, ktoré Le Verrier vytýčil. Po rokoch hľadania to zrazu šlo ako po masle – novú planétu objavil za sotva hodinu. Le Verrier trafil takmer presne, sekol sa len o 1˚ – to je na oblohe taký úsek, ako hrúbka malíčka na vystretej ruke.

Na pomenovanie planéty padali rôzne návrhy, napríklad Janus alebo Oceanus – kvôli jej modrej farbe. Le Verrier najprv navrhol meno Neptune, neskôr však – neskromne – navrhol, že by sa vlastne mohla volať Le Verrier, tak ako on. To však narazilo na odpor, ostatné (mimozemské) planéty majú mytologické mená a tak sa utriasol pôvodný nápad, Neptún, po bohovi vodstva. Podľa mňa by však sedelo aj meno Aténa, po bohyni múdrosti, keďže ide o prvú planétu, ktorá bola objavená pomocou matematiky.

[Samuel]

PS: Objevenie Neptúnu malo pred pár dňami, 23. septembra, 175. výročie.

Pridaj komentár