Jak jsme našli planetu dřív, než jsme ji uviděli?

Neptun je tak daleko, že ho pouhým okem neuvidíš. Přesto ho v roce 1846 našli téměř přesně tam, kde ho předem spočítal matematik. Jak se dá planeta najít výpočtem?

Gravitace táhne všechno ke všemu

Každá dvě tělesa se navzájem přitahují, a čím jsou těžší a blíž k sobě, tím silněji. Planety letí dopředu a bez Slunce by uletěly rovně pryč. Slunce je ale pořád táhne k sobě, a tak obíhají dokola.

Z gravitace se dá spočítat dráha

Jak gravitace a pohyb fungují, popsal Isaac Newton. Když víš, kde planeta je a jak rychle letí, jeho zákony řeknou, kde bude zítra, za rok i za sto let. Astronomové podle nich sestavovali tabulky, kde bude která planeta na obloze.

Planety se přetahují i mezi sebou

Planetu netáhne jen Slunce, slaběji ji táhnou i ostatní planety, hlavně obří Jupiter a Saturn. Její dráha se proto trochu prohýbá a výpočet je těžší, ale jde to.

Uran nejde, kam má

V roce 1781 objevil William Herschel dalekohledem novou planetu, Uran. Za pár desítek let se ukázalo, že nejde tam, kam podle výpočtu má, ani když se započtou Jupiter a Saturn. Odchylka byla mnohem menší, než je na obloze Měsíc, ale takovou chybu výpočet dělat neměl.

Něco ho táhne

Uran do roku 1822 předbíhal výpočet a pak se začal opožďovat. Přesně tak by se choval, kdyby dál od Slunce obíhala další, pomalejší planeta. Dokud ji Uran doháněl, táhla ho dopředu, a když ji předjel, táhla ho zpátky.

Výpočet místo dalekohledu

Francouzský matematik Urbain Le Verrier hledal, kde by neznámá planeta musela být, aby Uran táhla přesně takhle. Počítal ručně skoro rok. V srpnu 1846 ukázal místo na obloze, kam stačí namířit dalekohled.

Nalezena za jedinou noc

Johann Galle z berlínské hvězdárny dostal Le Verrierův dopis 23. září 1846 a ještě tu noc namířil dalekohled na spočítané místo. Asi dva měsíční kotouče vedle našel „hvězdu“, která nebyla na mapě. Hvězdy stojí, ale tahle se další noc posunula: byla to planeta, Neptun.

Planeta, která neexistovala

Stejně se s výpočtem rozcházela i dráha Merkuru. Celá se kolem Slunce otáčí o něco rychleji, než by podle výpočtů měla. Le Verrier proto předpověděl planetu Vulkán ještě blíž ke Slunci, ale tu nikdo nikdy nenašel. Až Einstein ukázal, že Newtonovy zákony nejsou úplně přesné a nejvíc je to znát blízko Slunce, kde je gravitace nejsilnější.

Takže jak jsme Neptun našli?

Newtonovy zákony říkají, kde budou planety. Když Uran nešel podle výpočtu, Le Verrier z odchylky spočítal, kde musí být planeta, která ho táhne. Dalekohled ji pak našel skoro přesně tam.