Hoe vonden we een planeet voordat we hem zagen?
Hoe vonden we een planeet voordat we hem zagen?
Neptunus staat zo ver weg dat je hem met het blote oog niet ziet. Toch werd hij in 1846 bijna precies gevonden op de plek die een wiskundige vooraf had uitgerekend. Hoe vind je een planeet door te rekenen?
Zwaartekracht trekt alles naar alles
Alle voorwerpen trekken elkaar aan, en hoe zwaarder ze zijn en hoe dichter bij elkaar, hoe sterker. Planeten vliegen vooruit en zouden zonder de zon rechtdoor wegvliegen. Maar de zon trekt ze steeds naar zich toe, en dus draaien ze eromheen.
Uit de zwaartekracht volgt de baan
Hoe zwaartekracht en beweging werken, beschreef Isaac Newton. Als je weet waar een planeet is en hoe snel hij gaat, vertellen zijn wetten waar hij morgen, over een jaar en over honderd jaar zal zijn. Daarmee stelden sterrenkundigen tabellen op van waar elke planeet aan de hemel zou staan.
Planeten trekken ook aan elkaar
Aan een planeet trekt niet alleen de zon, maar zwakker ook de andere planeten, vooral de reuzen Jupiter en Saturnus. De baan buigt daardoor een beetje en het rekenwerk wordt lastiger, maar het kan.
Uranus gaat niet waar hij moet
In 1781 ontdekte William Herschel met zijn telescoop een nieuwe planeet, Uranus. Binnen een paar decennia bleek dat hij niet ging waar de berekening zei, zelfs niet als je Jupiter en Saturnus meetelde. Het verschil was veel kleiner dan de maan aan de hemel, maar zo’n fout hoorde de berekening niet te maken.
Iets trekt aan hem
Tot 1822 liep Uranus voor op de berekening, daarna begon hij achter te raken. Precies zo zou hij zich gedragen als verder van de zon nog een tragere planeet rondliep. Zolang Uranus die inhaalde, trok die hem vooruit, en toen hij erlangs was, trok die hem terug.
Rekenen in plaats van kijken
De Franse wiskundige Urbain Le Verrier zocht waar een onbekende planeet zou moeten staan om precies zo aan Uranus te trekken. Hij rekende bijna een jaar met de hand. In augustus 1846 wees hij een plek aan de hemel aan waar je alleen nog een telescoop op hoefde te richten.
Gevonden in één nacht
Johann Galle van de sterrenwacht in Berlijn kreeg de brief van Le Verrier op 23 september 1846 en richtte nog diezelfde nacht zijn telescoop op de berekende plek. Ongeveer twee maanbreedtes ernaast vond hij een “ster” die niet op de kaart stond. Sterren staan stil, maar deze was de volgende nacht verschoven: het was een planeet, Neptunus.
De planeet die niet bestond
Ook de baan van Mercurius klopte niet met de berekening. Die draait als geheel net iets te snel om de zon. Le Verrier voorspelde daarom een planeet Vulcanus nog dichter bij de zon, maar niemand heeft die ooit gevonden. Pas Einstein liet zien dat de wetten van Newton niet helemaal kloppen, het sterkst vlak bij de zon, waar de zwaartekracht het grootst is.
Dus hoe vonden we Neptunus?
De wetten van Newton zeggen waar de planeten zullen staan. Toen Uranus de berekening niet volgde, berekende Le Verrier uit het verschil waar de planeet moest staan die aan hem trok. De telescoop vond hem daarna bijna precies daar.