poniedziałek, 7 lipca 2014

Prawdziwi jasnowidze – odkrycie Neptuna

Borislav Slavov - New York Memories


Słowo „planeta” pochodzi od „wędrowca”. Planety zadziwiały starożytnych. Podczas gdy niemal wszystkie światła na niebie zdawały się tkwić nieruchomo, jakby zostały naklejone na wielką granatową kopułę, te szczególnie jasne punkty za nic miały ten ład i co noc zmieniały położenie. Co więcej, choć ich ruch był dość regularny, trudno go było pojąć, gdy zakładano, że Ziemia jest centrum świata i wszystko krąży wokół niej.

Planety, zwykle ruszające się na wschód, czasem przez pewien czas postanawiały „cofnąć się” by zaraz wznowić ruch na wschód po zarysowaniu pętli na tle nieruchomych gwiazd. Dziś oczywiście wiemy, że wynika to z centralnej pozycji Słońca w Układzie Słonecznym. Planety krążąc wokół Słońca na orbitach większych niż Ziemska są przez naszą planetę „wyprzedzane”. Wyobraźcie sobie, że siedzicie w samochodzie na okrągłym torze wyścigowym. Łatwo stwierdzić, że wszystkie samochody poruszają się w tym samym kierunku, kiedy jednak wyprzedzamy jakiś (na przykład jadąc po wewnętrznym pasie) wygląda tak, jakby w czasie mijania poruszał się on do tyłu.

Choć obserwowanie planetarnej karuzeli ze środka nie jest proste, Johannes Kepler był w stanie rozgryźć prawa rządzące ich ruchem na niecałe sto lat przed opracowaniem przez Newtona praw powszechnego ciążenia. Pozycje planet nie pokrywały się idealnie z przewidywaniami. Nie jest to błąd w prawach Keplera, gdyż są one po prostu uproszczeniem*, nieuwzględniającym faktu, że gwiazdę może okrążać więcej niż jedna planeta.

I tak na przykład, jeśli Jowisz znajduje się „przed” Marsem na swojej orbicie, to jego ciężar będzie przyspieszał ruch czerwonej planety, dopóki się nie zrównają, następnie będzie spowalnia jego dalszą wędrówkę wokół Słońca. Rozumiejąc ten mechanizm Alexis Bouvard w 1821 porównał obserwowane pozycje Urana na przestrzeni czasu z pozycjami jakie powinna zajmować planeta, gdyby poruszała się w zgodzie z newtonowskimi pryncypiami. Następnie stwierdził, że rozbieżności te mogą być spowodowane przez planetę, której jeszcze nie odkryto, znajdującą się jeszcze dalej niż Uran. Bouvard nie odkrył Neptuna, dokonał tego dopiero Urbain Le Verrier ** w 1846.

Przez tysiące lat mistycy zwodzili ludzi mętnymi i wieloznacznymi przepowiedniami, co lepsi korzystali z zegarowej precyzji niebios i wykorzystywali zaćmienia słońca by zastraszyć ciemne masy. Koniec świata przewidywano setki razy. Ale to Le Verrier uzbrojony w aparat naukowy powiedział, gdzie należy wycelować teleskop by znaleźć planetę, której nikt nie widział ***. I tak 23 września 1846 roku berlińskie obserwatorium zwróciło zwierciadło we wskazany obszar na niebie i ukazało światu Neptuna zaledwie o jeden stopień kątowy od przewidzianej przez Le Verriera pozycji.

Po tym odkryciu pojawił się ogromny apetyt na odkrycie kolejnych planet. Wyglądało na to, że sam Neptun to za mało by wyjaśnić różnice między przewidywanymi a obserwowanymi ruchami gazowych gigantów. Odkryty w 1930 Pluton szybko został okrzyknięty dziewiątą planetą, wkrótce też stwierdzono, że jest on za mały i gdzieś tam musi istnieć planeta X. Później jednak, misja Voyagera 2 ujawniła, że astronomowie przeszacowali masę Neptuna. Można powiedzieć, że w tym momencie znaczna większość porzuciła marzenia o dużej i masywnej planecie X. W tym roku natomiast, po pięciu latach obserwacji, teleskop WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) odkrył ponad trzydzieści tysięcy asteroid, dziesiątki komet i ponad setkę NEO (obiektów bliskich ziemi). Jednocześnie wykluczył obecność planety wielkości Saturna lub większej w odległości 10 000 AU od Słońca (dla porównania Pluton znajduje się mniej niż 50AU od Słońca).


* - uproszczenie to pomija również efekty teorii względności, która ma dość istotny wpływ na orbitę Merkurego, ale nie chciałem nadmiernie komplikować dzisiejszego wpisu.
** - żeby nie rozciągać notki nie wspomniałem o kontrowersjach związanych z odkryciem planety. Zainteresowani nie muszą sięgać daleko Wikipedia zgrabnie opisuje spór Le Verrier / Adams.
*** - no dobra, może Galileusz widział, ale nie zdawał sobie z tego sprawy.

Retrogradacja Marsa
Nie ma dużych planet za Plutonem
Jak wyżej


Brak komentarzy:

Publikowanie komentarza