Comment a-t-on trouvé une planète avant de la voir ?
Comment a-t-on trouvé une planète avant de la voir ?
Neptune est si loin qu’on ne peut pas la voir à l’œil nu. Pourtant, en 1846, on l’a trouvée presque exactement là où un mathématicien l’avait calculée à l’avance. Comment trouver une planète par le calcul ?
La gravité attire tout vers tout
Deux corps s’attirent toujours l’un l’autre, d’autant plus fort qu’ils sont lourds et proches. Les planètes filent vers l’avant et, sans le Soleil, partiraient tout droit. Mais le Soleil les attire sans cesse vers lui, alors elles tournent autour.
La gravité permet de calculer l’orbite
Isaac Newton a décrit comment fonctionnent la gravité et le mouvement. Si tu sais où est une planète et à quelle vitesse elle va, ses lois te disent où elle sera demain, dans un an ou dans cent ans. Les astronomes en tiraient des tables indiquant où serait chaque planète dans le ciel.
Les planètes s’attirent aussi entre elles
Le Soleil n’est pas le seul à attirer une planète : les autres planètes l’attirent aussi, plus faiblement, surtout les géantes Jupiter et Saturne. Son orbite se déforme donc un peu et le calcul devient plus difficile, mais il reste faisable.
Uranus ne va pas là où il faut
En 1781, William Herschel a découvert avec son télescope une nouvelle planète, Uranus. Quelques décennies plus tard, il est apparu qu’elle n’allait pas là où le calcul le prévoyait, même en tenant compte de Jupiter et de Saturne. L’écart était bien plus petit que la Lune dans le ciel, mais le calcul n’aurait pas dû se tromper autant.
Quelque chose l’attire
Jusqu’en 1822, Uranus était en avance sur le calcul, puis elle a commencé à prendre du retard. C’est exactement ce qu’elle ferait si une autre planète, plus lente, tournait plus loin du Soleil. Tant qu’Uranus la rattrapait, cette planète l’attirait vers l’avant, et une fois qu’Uranus l’a dépassée, elle l’a attirée vers l’arrière.
Le calcul plutôt que la lunette
Le mathématicien français Urbain Le Verrier a cherché où une planète inconnue devrait se trouver pour attirer Uranus exactement de cette façon. Il a calculé à la main pendant près d’un an. En août 1846, il a indiqué un endroit du ciel vers lequel il suffisait de pointer une lunette.
Trouvée en une seule nuit
Johann Galle, de l’observatoire de Berlin, a reçu la lettre de Le Verrier le 23 septembre 1846 et, la nuit même, a pointé sa lunette sur l’endroit calculé. À environ deux diamètres de Lune de là, il a trouvé une « étoile » absente de la carte du ciel. Les étoiles restent en place, mais la nuit suivante, celle-ci s’était déplacée : c’était une planète, Neptune.
La planète qui n’existait pas
L’orbite de Mercure ne collait pas non plus au calcul. Elle tourne tout entière autour du Soleil un peu trop vite. Le Verrier a donc prédit une planète, Vulcain, encore plus près du Soleil, mais personne ne l’a jamais trouvée. C’est Einstein qui a montré que les lois de Newton ne sont pas tout à fait exactes, surtout près du Soleil, où la gravité est la plus forte.
Alors, comment a-t-on trouvé Neptune ?
Les lois de Newton disent où seront les planètes. Quand Uranus n’a pas suivi le calcul, Le Verrier a déduit de l’écart où devait être la planète qui l’attirait. Une lunette l’a ensuite trouvée presque exactement là.