какую планету обнаружили с помощью математических расчетов
Какая планета сначала была открыта с помощью расчетов
Не все планеты нашей системы были обнаружены наблюдениями в телескоп, есть та, которая стала известной посредством математических вычислений. Так какая планета сначала была открыта с помощью расчетов, а уже потом стала достоянием астрономии?
Немного истории
В первой половине XIX века почти в одно и то же время Джон Адамс (молодой студент Кембрижского колледжа) и Урбен Лаверье (математик Парижской обсерватории) задумались о том, почему планета Уран, отклоняясь от расчетной орбиты, часто находится не там, где ей положено. Оба молодых человека предположили одно – причиной всему является планета-невидимка.
Не все сразу
Королевский астроном Джордж Эри сначала скептически отнесся к вычислениям Адамса, отложив его расчеты «в долгий ящик», но после того, как Лаверье заявил, что знает причину отклонения Урана, предложив свое математическое решение, главный астроном одобрил поиски неизвестной планеты.
Она существует!
Согласно вычислениям, она должна было находиться в созвездии Водолея. Первым, кто увидел маленький диск, медленно перемещающийся среди звезд, был Иоганн Галле (астроном Берлинской обсерватории), имевший одну-единственную на то время звездную карту. Планета оказалось цвета морской волны, поэтому и получила свое название в честь Древнеримского бога морей Нептуна.
Теперь и вам известно, какая планета сначала была открыта с помощью расчетов, а затем обнаружена визуально.
Нептун — краткий доклад о планете
Мы подготовили для Вас несколько сообщений про планету Нептун. Используйте доклад из нашей статьи для подготовки школьного реферата по уроку астрономии (для детей 3-6 классов)
Доклад №1
Нептун — первая планета, которая была обнаружена не благодаря наблюдениям, а с помощью математических расчетов. Произошло это событие 23 сентября 1846 года. Нептун — восьмая и самая дальняя планета в нашей Солнечной системе. Она представляет собой шар из газа и льда с каменистым ядром внутри. Как Юпитер, Сатурн и Уран, Нептун также является планетой без поверхности, а потому на нее невозможно сесть космическому кораблю или ступить ноге человека.
Состав и цвет планеты
Чем дальше от Земли находится планета, тем сложнее получить о ней информацию.
Тем не менее на сегодня известно, что Нептун, как и Уран, представляет собой гигантский ледяной шар из водорода и гелия. Своим цветом он обязан небольшому количеству метана, который поглощает красные лучи и отражает синие. Но яркий синий цвет вырабатывается за счет какой-то другой смеси, которая до сих пор остается загадкой для ученых. И это не единственная загадка этой планеты.
Характеристики Нептуна
— Расстояние от Солнца: 4 500 000 000 километров
— Продолжительность суток: 16 часов (земных)
— Продолжительность года: 165 лет (земных)
— 6 колец, 14 спутников
Доклад №2
Солнечная система — это группа планет, вращающихся вокруг звезды — Солнца. У каждой планеты есть своя траектория движения — её орбита. Помимо них в Солнечную систему входят кометы, спутники, астероиды, малые планеты, а также неимоверное количество пыли и газа. Для всей системы Солнце является центром, все тела вращаются вокруг него. Сегодня насчитывается восемь планет. Раньше Плутон официально назывался девятой планетой Солнечной системы, однако, теперь считается, что планет лишь восемь. А Плутон назвали карликовой планетой и вычеркнули из списка обычных планет. Именно поэтому последней планетой Солнечной системы стал считаться Нептун.
Планета Нептун — это восьмая, самая дальняя от Солнца, планета в нашей системе. Она близка по составу к своему соседу Урану, её атмосфера содержит водород и гелий, а также немного метана. Именно благодаря метану Нептун такого синего цвета. Температура в атмосфере достигает — 220 °C. Нептун считается «ледяным гигантом», в эту группу он входит вместе с соседом Ураном. Хотя Нептун называется самым маленьким из четырех «гигантов» Солнечной системы. Название планета получила по имени римского бога морей, который аналогичен греческому богу Посейдону.
Расстояние от Нептуна до Солнца 4,55 млрд. км. Радиус планеты около 25000 км, это четвертый в Солнечной системе размер экватора. У нее есть свое магнитное поле. На Нептуне очень сильный ветер. Это единственная планета в нашей системе, где дуют ветра со средней скоростью около 2000 км/ч. Вокруг планеты есть шесть колец, которые состоят из ледяных частиц. Ученые считают их довольно новыми.
На Земле известно о четырнадцати спутниках Нептуна. Возможно есть и другие, но о них ничего не известно, потому что с Земли достаточно сложно изучать Нептун в подробностях. Первый обнаруженный спутник назвали Тритон. Имена остальных: Нереида, Лариса, Протей, Деспина, Галатея, Таласса, Наяда, Сао, Галимеда, Лаомедея, Несо, Псамафа, S/2004 N 1.
Нептун открыли в 1846 году. Это первая планета, которую открыли основываясь на математических расчетах. До этого момента люди и не думали, что такая планета может существовать. Хотя знали о ней очень мало вплоть до 1989 года. Именно тогда к Нептуну прилетел аппарат Вояджер-2. Этот космический аппарат действует до сих пор, его основная цель состоит в изучении дальних планет. Именно он достиг сначала Урана, а затем уже и Нептуна. Во время своей миссии он сделал большое количество снимков. Много известной сегодня информации получили именно тогда.
Сегодня Нептун остается достаточно таинственной для человека планетой. После экспедиции Вояджер-2 ученые не получали о планете новой информации. В основном вся информация формируется на расчетах ученых и носит достаточно теоретический характер. Изучение этой планеты осложняется большим расстоянием между нами и Нептуном. Возможно, когда-нибудь мы услышим о новых удивительных открытиях, связанных с синим гигантом на окраине Солнечной системы.
Доклад №3
Нептун, наверное, самая первая из всех планет, которую сначала предсказали ученые с помощью математических расчетов, а уже после обнаружили. Планету обнаружил в 1846 году Иоганн Галле. Существует теория, что сначала возникло твердое ядро, которое постепенно поглощало из туманности гелий и водород. Со временем из этого образования и возникла новая планета. Много чего было неизвестно о планете Нептун, более подробная информация появилась лишь после того, как космический аппарат облетел орбиту. В 1989 году Вояджер-2 сделал достаточно фотографий планеты. Именно с этого и началось изучение. Благодаря фотоснимкам можно любоваться планетой голубого цвета, которую окружают белые облака.
Считается, что планета Нептун восьмая планета в Солнечной системе, бывает такое, что она занимает место девятой планеты. Оказывается все очень просто. Иногда, из-за орбиты Плутона, соседа нашего Нептуна, они меняются местами между собой. Стоит заметить, что поверхность Нептуна достаточно холодная, она может достигать 236 градусов ниже ноля. У планеты имеется свое магнитное поле. Сегодня известно, что у планеты Нептун имеется восемь спутников. Все спутники, которые есть у Нептуна, получили свои названия по именам греческих морских богов. Самый крупный среди всех это Тритон. Долгое время он был планетой карликом. Со временем его притянул к себе Нептун. Тритон – это единственная луна планеты. Как и все остальные планеты, гиганты, Нептун обладает кольцами. Их обнаружил космический аппарат, который исследовал планету в 1989 году. С нашей Земли эти кольца, конечно же, не обнаружить, но аппарат открыл 6 лун и кольца около Нептуна.
Погода на Нептуне довольно-таки суровая. Здесь часто наблюдаются сильные холода. Это связано с тем, что солнечные лучи совсем не попадают на поверхность планеты. Температура здесь может опускаться до 200 градусов. Один год на Нептуне равен 165 земным годам. Долго изучая особенности планеты, ученые выяснили, что день там намного короче. Чем на Земле. Он длится около 16 часов.
Доклад №4
В 1989г. был запущен аппарат Вояджер – 2. Он существует и до сих пор. Он служит для изучения таких планет, которые очень далеко находятся от Земли. И благодаря ему имеются некоторые сведения об Нептуне. Было им сделано большое количество фотографий и снимков, которые помогли ученным для изучения планеты. Но Нептун и до сегодняшнего дня является загадкой для людей. Так как все знания о этой планете основываются исключительно на расчетах. Очень сложно и трудно изучать эту планету, так как она находится на очень большом расстоянии. Может быть в скором будущем и сделают новые удивительные открытия связанные с этой планетой солнечной системе.
История открытия каждой планеты солнечной системы (9 фото)
Меркурий
Будучи ближайшей к Солнцу планетой в нашей Солнечной системе, Меркурий вращается в пределах 46-70 миллионов километров от светила. Древние астрономы знали о скорости вращения планеты вокруг солнца: ассирийские астрономы ассоциировали планету с богами, такими как Набу, писцом и посланником богов; древние греки называли это тело Меркурием, также в честь посланника богов. С чем же связана такая ассоциация? Год на этой планете длится всего 88 дней, самый короткий из всех.
В 1631 году астроном Пьер Гассенди впервые наблюдал транзит Меркурия через солнце, и буквально спустя пару лет другой астроном Джованни Зупи открыл фазы, указывающие на то, что планета вращается вокруг Солнца. Другие астрономы постепенно добавляли к этим открытиям свои: итальянский астроном Джованни Скиапарелли наблюдал планету и заключил, что Меркурий был приливно заблокирован солнцем, то есть обращен к светилу всегда только одной стороной.
В современную эпоху освоения космоса пришли и другие открытия: очень многое о планете узнали совсем недавно. Советские ученые впервые использовали радар для исследования планеты в начале 1960-х, а ученые в обсерватории Аресибо с помощью радиотелескопа обнаружили, что планета вращается раз в 59 дней, а не в 88, как считалось ранее. В 1974 году зонд Mariner 10 впервые посетил планету, осуществил несколько облетов, картографируя поверхность, а в 2008 году к планете прибыли зонд MESSENGER, на орбите которой и остается по сей день.
Венера
Вторая планета в Солнечной системе, Венера самая яркая из планет, наблюдаемых с Земли. По этой причине ее изучали с незапамятных времен: первые записи о ней появились еще у вавилонян, которые назвали планету Иштар. Римляне видели в Венере богиню красоты, а майя считали, что планета является братом солнца. В 1610 году Галилео Галилей наблюдал фазы Венеры, подтвердив, что планета действительно вращается вокруг Солнца. Из-за плотной атмосферы планеты, наблюдения поверхности были невозможны до 1960-х годов, однако многие считали, что на Венере есть жизнь, поскольку по размерам планета была похожа на Землю.
В 1958 году радиолокационная съемка выявила, что поверхность планеты невыносимо горячая и значит, неприветлива к жизни. Человечество решило взглянуть на злую сестру Земли поближе. Первая попытка, советский зонд Венера-1, была предпринята в 1961 году и не увенчалась успехом, но Mariner 2, запущенный США, преуспел, облетев планету и подтвердив ее температуру, а также отсутствие магнитного поля. Новая советская миссия Венера-4 успешно достигла Венеры и отправила обратно информацию об атмосфере планеты, прежде чем сгореть дотла во время входа в атмосферу. За этими миссиями последовали несколько других: Mariner 5, Венера 5 и 6, Венера-7 с успешным приземлением, а после и повторение успеха силами Венеры-8. Эти два последних зонда стали первыми искусственными объектами, которые успешно приземлились на поверхности другой планеты. Оба были уничтожены давлением и теплом планеты, но Советский Союз продолжал посылать зонды. NASA тоже: Пионер-12 вращался вокруг планеты в течение 14 лет, составляя карту поверхности, а Пионер-13 отправил несколько зондов прямиком к ней.
Земля
Земля непрерывно наблюдалась человечеством с самого момента его появления. Но хотя мы знали, что стоим на твердой земле, чтобы выяснить истинную природу нашего дома, пришлось немного подождать. На протяжении многих веков люди считали, что Земли не является таким же объектом, как и наблюдаемые над ней: все вращалось вокруг Земли. Уже во времена Аристотеля философы определили, что Земля имеет сферическую форму, наблюдая тень от Луны.
Миколай Коперник известный также как Николай постулировали гелиоцентрический вид Солнечной системы еще в 1514 году. Книга О вращении небесных сфер была впервые опубликована в 1543 году и поставил под сомнение общепринятую точку зрения. Теория была спорной, но за ней последовали три объемных работы Иоганна Кеплера на тему коперниканской астрономии. Кеплер разработал три закона движения планет: Планеты движутся вокруг Солнца по эллипсу, с Солнцем в одном из фокусов, Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади, Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей орбит планет. Эти законы помогли определить движение планет и позволили нам усомниться в предыдущем виде Солнечной системы. Поначалу теории Кеплера не были популярны, но в конце концов разошлись по всей Европе. К тому моменту, когда Коперник опубликовал свои взгляды, экспедиция Фернана Магеллана смогла обогнуть земной шар в 1519 году.
И только 24 октября 1946 года мы смогли взглянуть на наш родной мир, когда первый снимок Земли был сделан с помощью модифицированной ракеты Фау-2, запущенной с полигона в Нью-Мексико.
Кроваво-красная четвертая планета нашей Солнечной системы давно ассоциируется с римским богом войны, которого зовут Марс. И если многие считали, что Венера вполне могла обладать земной атмосферой, подобные мысли были и на тему Марса. В 1877 году, исследуя планету с помощью телескопа, астроном Джованни Скиапарелли описал ряд особенностей, которые он назвал Canali. Это слово было переведено неправильно, и на Марсе внезапно обнаружились каналы, причем, как подумали люди, искусственного происхождения. Спустя двадцать лет другой астроном, Камиль Фламмарион тоже определил особенности поверхности искусственного происхождения, и люди окончательно поверили в то, что на планете может быть жизнь. Восприятие общественности привело к возникновению целого ряда научно-фантастических романов на тему Марса вроде Войны миров Герберта Уэллса.
Достижения в области телескопов, которые пришли позже, позволили взглянуть на планету по-новому. Астрономы смогли измерить температуру планеты, определить ее атмосферное содержание и массу. На протяжении 1960-х годов, Советский Союз пытался отправить восемь зондов к Марсу, но ни разу так и не достиг успеха, хотя в 1970-х годах на Марс успешно прибыли орбитальные аппараты. NASA безуспешно попыталась отправить к Марсу Mariner 3, а вот Mariner 4, запущенный в 1964 году, успешно облетел планету и показал, что она мертва. И все же, вслед за этими разведчиками, миссии Викингов стали настоящим первым вторжением: 20 июля 1976 года зонд приземлился на Красную планету для проведения беспрецедентной миссии, которая продлилась до 1982 года. Вскоре за ним последовал Викинг-2, приземлившийся на Марс в сентябре 1976 года и проработавший до 1980.
Несмотря на успех миссии, только в 1997 году на Марс был выгружен первый передвижной ровер в рамках миссии Mars Pathfinder. Последовавшая за ним миссия Mars Climate Orbiter провалилась из-за человеческой ошибки, а еще несколько марсианских зондов просто не долетели. В 2004 году NASA запустила марсоходы Спирит и Оппортьюнити, которые оказались не в пример успешными. В 2012 году на смену этим роверам прибыл Кьюриосити, который до сих пор работает.
Юпитер
Крупнейшую планету нашей Солнечной системе, Юпитер, наблюдают с самых древних времен. Она помогала китайцам вести 12-летний цикл, и ее назвали в честь царя римских богов. Также она была целью многих астрономов. Галилей первым наблюдал четыре главных спутника Юпитера, теперь известные как галилеевы луны: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, названные в честь любовников Зевса. Астроном Роберт Гук обнаружил крупную систему бурь на газовом гиганте, а в 1665 году это подтвердил Джованни Кассини, параллельно впервые заметив Большое Красное Пятно, которое формально было обнаружено в 1831 году. Не имея под собой твердой почвы, бури на Юпитере бушуют как только могут. Астрономы Джованни Борелли и Кассини, используя орбитальные таблицы и математику, обнаружили нечто странное: будучи в оппозиции к Земле, Юпитер на семнадцать минут опаздывает относительно расчетов, что говорит о том, что свет не является мгновенным явлением, а имеет задержку.
В 1900-х годах наблюдения привели к другим открытиям: используя радиотелескоп для изучения Крабовидной туманности с 1954 по 1955 год, астроном Бернард Берке обнаружил помехи с одной части неба и в конце концов выяснил, что Юпитер излучает волны вместе с излучением планеты. В 1973 году миссии Пионера стали первыми зондами, пролетевшими мимо планеты и сделавшими ряд близких снимков. В 1977 году с Земли были запущены две миссии зондов Вояджер-1 и Вояджер-2, предназначенные для изучения внешних планет Солнечной системы. Первый из них достиг Юпитера двумя годами позже: Вояджер-1 прибыл в марте 1979 года, а Вояджер-2 в июле 1979 года. Оба обнаружили много полезной информации о планете и ее спутниках, прежде чем отправиться дальше, нашли небольшую систему колец и дополнительные спутники. В 1992 году к Юпитеру прибыла миссия Улисс; в 1995 году на орбиту планеты вышли зонды Галилей; Кассини пролетел в 2000 году, а Новые горизонты в 2007. В 1994 году ученые также наблюдали нечто невероятное: в южный горизонт Юпитера врезалась планета Шумейкера-Леви, оставив огромный шрам в атмосфере планеты. В настоящее время предпринимаются попытки изучать спутники Юпитера, некоторые из которых могут быть прекрасными кандидатами для жизни.
Сатурн
Шестая планета от Солнца, возможно, самая интересная и является последней классически признанной планетой: римляне назвали ее в честь своего бога земледелия. И только в 1610 году Галилей обратил внимание на самую яркую особенность планеты. Изучая ее свойства, он решил, что наткнулся на несколько орбитальных спутников. Но в 1655 году Христиан Гюйгенс, вооружившись более мощным телескопом, выяснил, что эта особенность представляет собой кольца, окружающие планету. Вскоре после этого он нашел первый спутник Сатурна, Титан. В 1671 году Джованни Кассини нашел четыре дополнительных луны: Япет, Рею, Тетис и Диону в разрывах между кольцами планеты, после чего его осенило: эти кольца состояли из частиц поменьше. В 1789 году немецкий астроном Уильям Гершель отметил еще две луны: Мимас и Энцелад, а за следующие сто лет были найдены еще два спутника: Гиперион в 1848 году и Феба в 1899.
Когда NASA начало исследовать внешние планеты, Сатурн сначала посетил зонд Пионер-11 в сентябре 1979 года, сделав несколько снимков. Зонды-близнецы Вояджер прибыли следующими, в 1980 и 1981 годах, обеспечив нас снимками высокого разрешения. Планета стала развилкой для пары зондов: Вояджер-1 использовал Сатурн для разгона и вылета из Солнечной системы, а Вояджер-2 отправился к Урану. Только в 2004 году планета получила следующего посетителя в виде миссии Кассини, которая до сих пор изучает планету и ее спутники.
Седьмую планету, Уран, было сложно найти без помощи телескопов, поэтому ее история не такая длинная, как у других планет. Наблюдая за небесами в декабре 1690 года, астроном Джон Фламстид первым обнаружил планету, но решил, что это звезда 34 Tauri. И только 31 марта 1781 года Гершель первым решил, что эта звезда на самом деле является кометой. Дальнейшее изучение этой кометы привело к тому, что она оказалась планетой. Гершель назвал ее Georgium Sidus в честь короля Георга Третьего, но в конце концов планета получила название Урана в честь Хроноса. Открытие было беспрецедентным: нашли самый далекий объект в Солнечной системе. В 19 веке астрономы отметили кое-что странное в орбите этого объекта: он не отвечал математическим теориям и отклонялся от своего курса. Очевидно, на него оказывало влияние что-то еще, дальше в Солнечной системе.
Но самой необычной особенностью планеты была ее ориентация: вместо того чтобы вращаться как другие планеты в системе, Уран лежит и вращается на боку. Причина этого неизвестна; в качестве теории выдвигают планетарное столкновение. В 2009 году члены Парижской обсерватории предположили, что когда планета была в зародышевом состоянии, в планетарном диске сформировалась луна, которая раскачала планету. В 1986 году зонд Вояджер-2 прошел мимо Урана, изучив атмосферу планеты и открыв ряд дополнительных спутников и кольцевую систему. Он стал первым и единственным зондом, достигшим этой планеты; в настоящее время не планируется никаких дальнейших миссий.
Нептун
Последняя официальная планета в нашей Солнечной системе это Нептун. Вращаясь в 30 а. е. от Солнца, он стал первой планетой, которая была обнаружена с помощью математических расчетов, а не прямых наблюдений. Изучая Уран, астрономы обнаружили, что планета не соответствует их прогнозам, и попытались решить этот вопрос. На тот момент уже было известно, что орбита планеты подвержена влиянию других крупных тел Солнечной системы, но даже при всем этом, Уран нарушал ожидания. В 1835 году комета Галлея достигла перигелия чуть позже, чем предполагалось, что привело астрономов к мысли о том, что существует дополнительный объект в системе, который и оказывает влияние на Уран.
Астрономы начали искать дальше, чтобы объяснить движение планеты. В Англии и Франции были свои астрономы, которые первые наткнулись на след: Джон Коуч Адамс и Урберн Леверье. С 1843 по 1845 годы Адамс проделал верные расчеты, но был отвергнут Королевским астрономическим обществом. Леверье пришел к подобному решению и обратился к Иоганну Готфриду Галле, который, следуя инструкциям Леверье, обнаружил новую планету там, где и было предсказано, 23 сентября 1846 года. В следующем месяце английский астроном обнаружил спутник Нептуна Тритон. Солнечная система увеличилась в размерах в два раза вместе с открытием.
Нептун был посещен зондом Вояджер-2 25 августа 1989 года, где тот взял показания планеты и отправился изучать Тритон, рядом с которым также нашел луну Нереиду. В то же время было обнаружено, что планета была очень теплой, гораздо теплее, чем ожидалось, и обладает турбулентной атмосферой с Большим Темным Пятном, похожим на юпитерианское Большое Красное Пятно. Посетив Нептун, Вояджер-2 покинул Солнечную систему и отправился в глубокий космос.
История открытия Солнечной системы, ее планет, это интересный способ взглянуть на историю науки и понимания человечеством наших близких соседей. Изучение наших планет меняло наш взгляд на мир вокруг нас и понимание нашего места во Вселенной.
Сказка о Джоне Адамсе и Урбене Леверье, поймавших Нептун на математический крючок
Принцесса пришла в комнату, когда дети уже лежали в своих постелях в ожидании очередной истории. Дзинтара уселась в кресло и открыла книгу. Кресло было просторным, и принцесса уютно устроилась в нём с ногами.
— Молодой студент Кембриджа Джон Адамс, — начала она, — очень любил рыться на полках книжных магазинов, где каждый том хранит в себе и тайну, и знание, а книжная обложка — дверь в другой мир: открываешь её и окунаешься в новое захватывающее приключение…
На одной из полок студент наткнулся на брошюру, написанную главным — королевским — астрономом Англии Джорджем Эйри. Адамс пролистал её и узнал об интригующей космической загадке планеты Уран. Её открыл астроном Гершель с помощью своего телескопа. (См. «Наука и жизнь» № 7, 2012 г.) Уран оказался строптивой планетой: она плохо подчинялась ньютоновскому закону гравитации. По сравнению с вычисленным положением, Уран то забегал вперёд, то резко отставал. Мнения учёных разделились. Одни заявили, что Ньютон вывел неточный закон. Другие сочли, что в орбите Урана «неправильно» учтена гравитация Юпитера и Сатурна.
Адамс доверял доказательствам Ньютона и знал, что крупнейшие математики и механики — Эйлер, Даламбер, Лагранж, Лаплас и Гаусс — развили ньютоновскую теорию движения планет до очень высокого уровня, и она прекрасно работала для всех планет, за исключением Урана. Молодой человек снова уткнулся в книгу…
Французский астроном Алексис Бувар, исследовавший странное поведение Урана, выдвинул гипотезу, что на его движение оказывает влияние неизвестная внешняя планета. Но где её искать? Учёные обсуждали возможность теоретического вычисления положения невидимой планеты. Джордж Эйри, который возглавлял Гринвичскую обсерваторию, скептически относился к подобным идеям и рассматривал эту гипотезу как совершенно нереальную. Его мнение охладило многие горячие головы.
Конечно, Адамс купил книгу Эйри. И хотя он был загружен учёбой до предела, часто думал о неведомой планете. Она так захватила воображение молодого человека, что он твёрдо решил сам определить координаты планеты, которая возмущает движение Урана. По мнению Адамса, планета-невидимка должна была располагаться дальше Урана и двигаться по орбите медленнее, чем он. Когда Уран догоняет невидимку, он испытывает сильное притяжение к ней. Для земного наблюдателя в это время Уран движется быстрее обычного. Потом он обгоняет более медленную соседку, и она начинает тянуть его назад. Тут Уран «тормозится», нарушая кеплеровские законы движения космических тел по орбите.
Блестяще окончив летом 1843 года Кембриджский университет, 24-летний Адамс уехал на каникулы к родителям и получил, наконец, возможность приступить к расчётам координат невидимой планеты. К октябрю он уже нашёл первое решение, в котором основные проблемы теории движения Урана объяснялись наличием внешней планеты, располагавшейся в два раза дальше него (это значение орбиты невидимой планеты Адамс выбрал, следуя правилу Тициуса—Боде. См. «Наука и жизнь» № 7, 2012 г.).
Адамс был скромным и робким молодым человеком. Он никому не сообщил о полученных результатах, считая их предварительными, и принялся уточнять данные — в частности, уменьшать радиус орбиты планеты-невидимки, чтобы достичь лучшего совпадения с наблюдениями. Два года Адамс упорно работал и к сентябрю 1845 года получил пятое по счёту, наи-более точное решение для параметров невидимой планеты, включая её небесные координаты. Его-то молодой человек и показал двум знаменитым астрономам — директору Гринвичской обсерватории Джорджу Эйри и директору Кембриджской обсерватории Джеймсу Чэллису (1803—1882).
Ну и какой, по вашему мнению, была реакция пожилых маститых учёных на столь сенсационное сообщение никому не известного выпускника колледжа?
— Пф! — фыркнула Галатея.
— Верно — предельно скептическая. Чэллис позже признался, что постановка вопроса о проведении наблюдений только на основании теоретических выводов представлялась новой и необычной. Короче говоря, директор Кембриджской обсерватории, получив письмо от Адамса, вовсе не бросился к своему прекрасному телескопу с диаметром зеркала в тридцать сантиметров и не навёл его на указанный молодым человеком участок неба. Директор Гринвичской обсерватории поступил точно так же.
Адамс глубоко уважал Эйри и поэтому поехал к нему лично, чтобы рассказать о результатах, но не застал учёного дома и передал через слугу визитку, а также письмо с кратким изложением своей работы. Когда через некоторое время Адамс вернулся к резиденции Эйри, величественный дворецкий не впустил молодого человека в дом, заявив, что королевский астроном обедает и тревожить его нельзя.
Надо ли говорить, что после долгого обеда Эйри, получивший от Адамса письмо с координатами новой планеты, тоже не бросился к телескопу, чтобы проверить идеи какого-то молокососа? Да этот парень мог наделать кучу ошибок в своих вычислениях!
Консерватизм и скептицизм Эйри были просто выдающимися. Он относился к числу тех немногих астрономов, которые всё ещё сомневались в теории Ньютона!
— Почти двести лет прошло после опубликования теории Ньютона, а Эйри сомневался?! — не поверил своим ушам Андрей.
— Не найдя понимания у ведущих астрономов, молодой учёный не стал публиковать своё решение в научном журнале и начал работать над очередным, более точным, уже шестым по счёту расчётом координат планеты-невидимки.
Великие астрономы Эйри и Чэллис и думать забыли о молодом учёном. Но ненадолго — потому что вскоре началось второе действие этой драматичной истории.
В июне 1846 года во Франции вышла подробная статья французского математика, занимавшегося небесной механикой, — Урбена Леверье, который, независимо от Адамса, провёл математические расчёты и тоже определил координаты невидимой планеты, влияющей на движение Урана!
Прочитав статью Леверье, английский королевский астроном Эйри понял, что сел в глубокую лужу. Он тут же встретился с Чэллисом, чей кем-бриджский телескоп был гораздо лучше гринвичского, и предложил ему начать поиски новой планеты; ведь если планету откроют французы, то лужа станет просто громадной!
Чэллису не хотелось начинать новую программу наблюдений. Эйри настаивал и написал ему ещё два письма, предлагая план действий. В конце месяца поиск новой заурановой планеты всё же начался.
План наблюдений, который составили Эйри и Чэллис, ясно показывал: хотя статья Леверье и подтвердила принципиальную правоту молодого Адамса, в его конкретные цифры они верили очень мало, несмотря на то что тот дал наиболее вероятное положение планеты на небе. Вместо того чтобы начать наблюдение вокруг этой точки, Эйри и Чэллис выделили на звёздном небе участок вдоль эклиптики и собрались дважды перебрать тысячи звёзд, чтобы найти планету по её смещению среди неподвижных звёзд.
Джон Адамс, первым рассчитавший траекторию невидимой планеты, оценил также её размер и яркость и отметил, что в отличие от звезды она должна иметь заметный диск. Эйри и Чэллис не поверили и этому. Чэллис не искал объекты с диском, а захватывал при наблюдении гораздо более слабые и точечные звёзды, увеличивая список просматриваемых объектов во много раз.
За два месяца директор Кембридж-ской обсерватории «перебрал» три тысячи звёзд — и все они оказались на месте! Учёный уже готов был заявить, что планеты, предсказанной юнцом, не существует, но в конце сентября он прочитал очередную статью теоретика Леверье. Тот прямо советовал тугодумам-наблюдателям искать новую планету по диску. Ворча, Чэллис начал поиск новым способом — просто высматривая диск среди звёзд. И вскоре — всего лишь после трёх часов наблюдений — заметил объект с небольшим диском и сообщил об увиденном своему ассистенту. Чтобы проверить, планета ли это, нужно было всего лишь надеть на телескоп окуляр с бóльшим разрешением. Но в эту ночь Чэллис не стал монтировать новый окуляр, а в следующую решил вообще не ходить на наблюдения, так как Луна переместилась и стала, по его мнению, засвечивать нужный участок неба. А вдруг планета была ещё видна? Может, стоило проверить? Но Чэллис предпочёл лечь спать.
Утром первого октября он встал, с аппетитом позавтракал, читая свежую лондонскую газету «Таймс». И тут его аппетит напрочь пропал: он увидел сообщение о том, что новую планету уже открыли в Европе! В Европе — но не во Франции. Франция, как оказалось, стóит Англии. Когда француз Леверье опубликовал работу с предсказанием координат новой планеты, сколько французских наблюдателей бросились проверять указанный участок неба?
— Ни одного, — догадалась Галатея.
— Правильно! Справедливости ради нужно сказать, что молодые астрономы Парижской и Вашингтонской обсерваторий рвались к телескопам, но их почтенные руководители, проявив интернациональное единодушие, быстро указали молодым их место — каждый сверчок знай свой шесток.
В отличие от робкого и неопытного Адамса, Леверье был матёр, горяч и нетерпелив. Не найдя отклика у французских наблюдателей, он обратился к зарубежным астрономам, предлагая им заняться поисками новой планеты. Он даже написал письмо с этим предложением королевскому астроному Эйри в Англию.
— Неправильный ход! — заметил Андрей.
— Верно. Ввиду «близкого отъезда в Европу» Эйри отклонил предложение Леверье, который готов был прислать детальные данные для наблюдений. Королевский астроном попросту искал способ отделаться от него. На самом деле, хотя до поездки оставалось всего полтора месяца, он уже начал поиски планеты по данным Адамса, но из патриотических убеждений не хотел принять помощь от француза.
Леверье понял, что со стариками, сидящими во главе обсерваторий, никакой каши не сваришь. И сделал умный ход. Он вспомнил, что в Берлинской обсерватории работает молодой астроном Иоганн Галле, приславший ему год назад свою диссертацию. Леверье написал Галле письмо, где сначала похвалил его труд, а потом изложил главное — просьбу о поиске новой планеты. Леверье привёл в письме её координаты и оценку размера диска.
Иоганн Галле получил письмо днём 23 сентября и тут же загорелся этой идеей.
— Наконец-то! — облегчённо перевёл дух Андрей.
— Если бы Леверье написал директору Берлинской обсерватории — пожилому и заслуженному Иоганну Энке (1791—1865), то из этого снова ничего бы не вышло. Энке был против новых наблюдений вне утверждённого плана.
В ту же ночь Галле сел за 23-сантиметровый телескоп. Ему вызвался помогать молодой студент Генрих д´Арре, который тоже увлёкся поиском новой планеты. Галле стал просматривать звёзды в указанной Леверье области, но диска нигде не обнаружил — увеличивающей силы окуляра телескопа не хватало.
Что было делать? Студенту пришла в голову замечательная мысль — воспользоваться только что напечатанным очень детальным берлинским атласом звёзд. Он предложил сравнить картину неба с каталогом, чтобы проверить, не затесалась ли среди неподвижных звёзд лишняя, подвижная, то есть планета. Сказано — сделано. Галле смотрел в телескоп и называл координаты видимых светил, а д´Арре искал их в каталоге. Уже в полночь Галле назвал координаты довольно яркой звезды, но д´Арре не нашёл её в каталоге!
Всего за несколько часов Галле и д´Арре нашли предсказанную Леверье планету! Её наблюдаемое положение не совпадало с вычисленным всего на один градус! Случилось это 23 сентября 1846 года.
Генрих немедленно побежал будить директора. Неслыханная дерзость! Но даже старые лошадки вскидываются, когда слышат такие новости. Энке поспешил к телескопу, и уже втроём они наблюдали новое светило до утра. Чтобы исключить ошибку, они продолжили наблюдение в следующую ночь. Более сильный окуляр показал, что у планеты есть заметный диск и что сместилась она за ночь как раз на предсказанную Леверье величину. Какое же исключительное наслаждение испытали за эти две ночи наблюдений три астронома, став участниками и свидетелями изменения картины мира!
Утром 25 сентября Галле написал письмо Леверье с победным известием. Почтовые лошади, подгоняемые запылённым курьером, быстро доставили сообщение из Берлина в Париж. Получив его, Леверье, без сомнения, испытал самый звёздный момент жизни.
Узнав об открытии новой планеты, английские и французские наблюдатели сильно расстроились. В обеих странах разразился политический скандал из-за упущенного национального престижа. Чэллис просмотрел свои записи и с ужасом обнаружил, что за два последних месяца он наблюдал новую планету уже трижды, но не понял этого!
— Почему?! — удивилась Галатея.
— Из-за невнимательности. Он не слишком скрупулёзно сравнивал данные наблюдений разных дней. Злые языки говорили, что жена не вовремя позвала астронома к чаю, из-за чего он не смог открыть новую планету. Кстати, если бы Чэллис 30 сентября исследовал замеченный накануне диск (было доказано, что небо это позволяло), то стал бы, по крайней мере, независимым открывателем новой планеты.
Английские газеты яростно напали на королевского астронома Эйри и на директора Кембриджской обсерватории Чэллиса. Журналисты требовали от них ответа, почему не они открыли новую планету, зная её координаты целый год? Французская пресса тоже не церемонилась с наблюдателями из Парижской обсерватории и задавалась тем же вопросом: почему планету француза Леверье открыли в Германии?!
Эйри и Чэллис написали много статей и мемуаров, объясняя, почему они не обращали внимания на работу Адамса. Эйри даже заявил в свою защиту, что открытие новой планеты не входит в обязанности королевского астронома. Впрочем, математик и астроном Эйри за свою долгую жизнь, продолжавшуюся почти всё девятнадцатое столетие, не раз проявлял удивительный консерватизм и терпел неудачи. В 30-х годах он не поверил инженеру Расселу, открывшему солитон. В 40-х — не поверил Адамсу, предсказавшему существование Нептуна. В 70-х, выступая консультантом при строительстве железнодорожного моста, Эйри недооценил уровень ветрового давления. Штормовым вечером 28 декабря 1879 года мост рухнул вместе с проходившим по нему поездом. Все пассажиры — семьдесят пять человек — погибли, а Эйри вызвали в суд для дачи показаний. В 80-х он предложил новую теорию движения Луны, но уже после публикации обнаружил, что в сложные вычисления в самом начале вкралась ошибка, обесценившая всю теорию. Директор Кембриджской обсерватории Чэллис тоже вошёл в историю, в основном, благодаря своим неудачным поискам планеты-невидимки.
Открытие Нептуна — так назвали планету в честь римского бога морей — стало уроком для многих астрономов-консерваторов и триумфом для ньютоновской механики, которая оказалась исключительно точным и полезным инструментом науки. Адамс получил свою порцию славы — его роль в открытии Нептуна отметили, а работу опубликовали. Он провёл свои вычисления орбиты невидимой планеты раньше Леверье, но независимые расчёты француза оказались точнее — именно они привели к открытию. Леверье мгновенно прославился на весь мир.
Ещё одно важное научное достижение французского учёного — теория движения Меркурия. В 1859 году, будучи уже маститым директором Парижской обсерватории, Леверье открыл аномальную прецессию орбиты Меркурия — её кеплеровский эллипс смещается (дрейфует, как по-моряцки говорят небесные механики) чуть быстрее, чем следует из ньютонов-ской теории.
Леверье глубоко верил в эту теорию и предположил, как и в случае с Ураном, что существует невидимая планета Вулкан, движущаяся вокруг Солнца и влияющая на Меркурий. Но здесь Леверье оказался неправ — никакого Вулкана возле Солнца не нашли, просто астроном обнаружил пределы применимости теории Ньютона.
— Ну, прямо наваждение какое-то! — удивился Андрей, которого, в отличие от младшей сестры, так и не удалось усыпить длинной историей.
Дзинтара улыбнулась и негромко сказала:
— Через шестьдесят лет из этой аномальной прецессии Меркурия родилась теория гравитации Эйнштейна, которая сменила теорию гравитации Ньютона на посту управителя небес. Эпоха небесной механики уступила дорогу эпохе небесной физики, а новое время всегда рождает новые сказки.
Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое движение Солнце, или круг, образованный сечением небесной сферы плоскостью орбиты Земли.
Аномальная прецессия Меркурия — аномальное смещение эллипса, по которому движется Меркурий. Теория Ньютона предсказывает определённую скорость поворота эллипса вокруг Солнца — из-за воздействия других планет, но в реальности орбита Меркурия смещается быстрее. Аномальная скорость прецессии получила объяснение лишь в теории Эйнштейна, которая установила искривление пространства возле Солнца.