Come abbiamo trovato un pianeta prima di vederlo?

Nettuno è così lontano che a occhio nudo non lo vedi. Eppure nel 1846 è stato trovato quasi esattamente dove un matematico l’aveva calcolato in anticipo. Come si trova un pianeta facendo i conti?

La gravità attira tutto verso tutto

Due corpi qualsiasi si attirano a vicenda, e più sono pesanti e vicini, più forte è l’attrazione. I pianeti vanno avanti e senza il Sole volerebbero via in linea retta. Ma il Sole li tira continuamente a sé, e così gli girano intorno.

Dalla gravità si calcola l’orbita

Isaac Newton ha descritto come funzionano la gravità e il moto. Se sai dove si trova un pianeta e quanto va veloce, le sue leggi ti dicono dove sarà domani, tra un anno o tra cent’anni. Con queste leggi gli astronomi compilavano tabelle con la posizione di ogni pianeta nel cielo.

Anche i pianeti si tirano tra loro

Un pianeta non è tirato solo dal Sole: lo tirano, più debolmente, anche gli altri pianeti, soprattutto i giganti Giove e Saturno. Per questo la sua orbita si piega un po’ e il calcolo è più difficile, ma si può fare.

Urano non va dove deve

Nel 1781 William Herschel scoprì col telescopio un nuovo pianeta, Urano. Nel giro di qualche decennio si vide che non andava dove diceva il calcolo, nemmeno tenendo conto di Giove e Saturno. Lo scarto era molto più piccolo della Luna in cielo, ma il calcolo non avrebbe dovuto sbagliare così.

Qualcosa lo tira

Fino al 1822 Urano era in anticipo sul calcolo, poi cominciò a restare indietro. È proprio così che si comporterebbe se più lontano dal Sole orbitasse un altro pianeta, più lento. Finché Urano lo raggiungeva, quel pianeta lo tirava in avanti, e quando lo superò, lo tirava indietro.

Il calcolo al posto del telescopio

Il matematico francese Urbain Le Verrier cercò dove dovesse trovarsi un pianeta sconosciuto per tirare Urano proprio così. Fece i conti a mano per quasi un anno. Nell’agosto del 1846 indicò un punto del cielo dove bastava puntare un telescopio.

Trovato in una sola notte

Johann Galle dell’osservatorio di Berlino ricevette la lettera di Le Verrier il 23 settembre 1846 e quella stessa notte puntò il telescopio sul punto calcolato. A circa due diametri lunari di distanza trovò una «stella» che non era sulla mappa. Le stelle restano ferme, ma questa la notte dopo si era spostata: era un pianeta, Nettuno.

Il pianeta che non esisteva

Nemmeno l’orbita di Mercurio tornava con il calcolo. Ruota tutta intera intorno al Sole un po’ più in fretta di quanto dovrebbe. Così Le Verrier predisse un pianeta, Vulcano, ancora più vicino al Sole, ma nessuno l’ha mai trovato. Solo più tardi Einstein mostrò che le leggi di Newton non sono del tutto esatte, e che lo si nota soprattutto vicino al Sole, dove la gravità è più forte.

Allora, come abbiamo trovato Nettuno?

Le leggi di Newton dicono dove saranno i pianeti. Quando Urano non seguì il calcolo, Le Verrier ricavò dallo scarto dove doveva essere il pianeta che lo tirava. Il telescopio poi lo trovò quasi esattamente lì.