ما هي أسباب الاضطرابات التي اكتشفت في مدار الكوكب أورانوس؟

المحتوى

• ديناميات النظام الشمسي
• التناقضات المدارية
• توقع كوكب جديد
• اكتشاف نبتون

اكتشف عالم الفلك ويليام هيرشل أورانوس في عام 1781. وكان أول كوكب يتم اكتشافه من خلال التلسكوب والأول الذي لم يكن تحت الملاحظة المستمرة منذ العصور القديمة. في السنوات التي تلت اكتشافه ، تتبع علماء الفلك الكوكب الجديد بعناية فائقة. اكتشفوا الاضطرابات في مدارها ، والتي يمكن تفسير بعضها من خلال الآثار الجاذبية للكواكب المعروفة مثل كوكب المشتري وزحل ، بينما أدى آخرون إلى اكتشاف كوكب نبتون غير المعروف حتى الآن.

ديناميات النظام الشمسي

بحلول الوقت الذي اكتشف فيه أورانوس ، كانت القوانين الفيزيائية التي تحكم ديناميات النظام الشمسي مفهومة تمامًا. القوة الوحيدة المعنية هي الجاذبية ، والتي يمكن دمجها مع قوانين نيوتن للحركة لتوفير وصف رياضي شامل للمدارات الكوكبية. المعادلات الناتجة صارمة للغاية ، مما يسمح بتنبؤ حركة الكوكب عبر السماء بدرجة عالية من الدقة. وقد تم ذلك بالفعل من أجل الكواكب المعروفة سابقًا ، وقد تم ذلك من أجل أورانوس خلال عامين من اكتشافه.

التناقضات المدارية

في البداية ، بدا أن حركة أورانوس تتبع التوقعات جيدًا. تدريجيا ، ومع ذلك ، بدأ الموقع المرصود للكوكب في الانحراف عن موقعه المتوقع. بحلول عام 1830 ، كان التناقض أكثر من أربعة أضعاف قطر الكوكب ولم يعد بالإمكان تجاهله. أحد التفسيرات ، التي يفضلها بعض علماء الفلك ، كان أن صياغة نيوتن للجاذبية كانت خاطئة ، مما أدى إلى تنبؤات كانت تقريبًا ولكنها غير صحيحة. والاحتمال الآخر الوحيد هو أن جسمًا غير معروف يدور في مكان ما في الأطراف الخارجية للنظام الشمسي.

توقع كوكب جديد

أخذت الحسابات الأصلية لمدار أورانوس في الاعتبار الآثار الجاذبية لجميع الكائنات المعروفة في النظام الشمسي. كان التأثير الرئيسي من الشمس ، ولكن كانت هناك آثار مقلقة من الكواكب العملاقة كوكب المشتري وزحل. اقترح التناقض الملحوظ وجود كوكب كبير آخر ينتظر اكتشافه خارج مدار أورانوس. من الناحية النظرية ، يمكن حساب مدار هذا الكوكب غير المكتشف بدقة معقولة بناءً على الاضطرابات المرصودة في موقع أورانوس. تم إجراء هذه الحسابات في عام 1843 من قبل عالم الفلك الإنجليزي ، جون كوتش آدمز ، لكن لسوء الحظ لم يتم التعرف على أهميتها في إنجلترا في ذلك الوقت.

اكتشاف نبتون

تم إجراء حسابات مشابهة جدا لتلك التي أجراها آدمز من قبل عالم فرنسي يدعى أوربين لو فيرير بعد فترة وجيزة. باستخدام أرقام Le Verrier ، اكتشف علماء الفلك في مرصد برلين الكوكب المتنبأ به في عام 1846 ، ومن ثم أطلق عليه اسم نبتون. في أعقاب اكتشاف نبتون وحتى القرن العشرين ، كان هناك جدل حول ما إذا كان وجودها يفسر بشكل كامل الاضطرابات المتبقية في مدار أورانوس. لكن معظم علماء الفلك اليوم يعتقدون أن هذا هو الواقع.