数学から生まれた惑星はアインシュタインによって「消去」された

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19 世紀、天文学者たちは太陽系の惑星を計算し、それをバルカンと名付けましたが、実際に観測した人は誰もいません。

水星は、太陽系内で太陽に最も近い惑星です。写真: NASA — 水星は、太陽系内で太陽に最も近い惑星です。写真: *NASA*

数百年前、科学者たちは天王星の軌道がニュートンの重力理論によって予測されたものとわずかに異なっていることに気づきました。 1846 年 7 月、フランスの天文学者で数学者のユルバン・ルヴェリエは、この矛盾は別の惑星によって説明できると示唆し、この未知の天体の軌道について予測を行いました。

ルヴェリエは望遠鏡で新しい惑星を発見することよりも、数学的にそれを見つけることに興味を持っていました。観測任務はドイツの天文学者ヨハン・ゴットフリート・ガレに割り当てられました。 1846年9月23日、ガレはルヴェリエが新しい惑星が存在すると予測した場所を観察しました。しかし、ガレはこの謎の惑星を観察できず、その代わりにその位置から1度以内に海王星を発見したという驚きの出来事がありました。

その後、ルヴェリエは別の惑星、水星を観測するよう依頼されました。水星は太陽に非常に近いため、太陽系の中で最も観測が難しい惑星の一つです。ルヴェリエは、ニュートン物理学を応用して惑星の軌道を描くという任務を負っていた。

しかし、ルヴェリエは成功しなかった。彼は一生懸命努力したが、水星の偏心軌道はわかりにくかった。ニュートンの理論によれば、惑星は太陽の周りを楕円軌道で回っているが、観測により、水星の軌道は既知の惑星の重力の影響を説明できる以上に変動していることがわかっている。

天王星の場合と同様に、ルヴェリエ氏は、原因は別の惑星が水星の軌道を変えたことにあると考えている。彼は最終的に、ローマ神話の火の神にちなんで、この謎の惑星をバルカンと名付けた。

すぐに、天文学者たちはバルカンの観測結果を報告し始めました。最初の報告は、1859 年 3 月 26 日にアマチュア天文学者のエドモンド・モデストによってなされました。モデストの観察に基づいて、ルヴェリエは新しい惑星の軌道を計算した。彼は、この惑星が年に2～4回、トランジット（惑星が主星と観測者の間を通過する現象。水星が太陽と地球の間を通過するのと同じ）を起こすと信じていた。

ルヴェリエは他の観測に基づいて計算を改良したが、バルカンはこれまで信頼できる観測がされたことはなかった。この惑星に関する多くの観測結果は、太陽黒点、既知の惑星、および近くの恒星によって説明できます。

それにもかかわらず、バルカンは70年間生き残りました。 1879 年には、天文学者テオドール・フォン・オッポルツァーの計算に基づいて、バルカンが太陽の前を通過するとメディアが報道したほどでした。しかし、この惑星を見た人は誰もいません。人々はその頃のほとんどの日食の間それを探したが、観察できなかった。

結局、ルヴェリエの数学から生まれた惑星は、新しい物理理論である一般相対性理論によって「消去」されました。アインシュタインの理論は、他の惑星の影響を受けずに水星の軌道を予測することができました。

一般相対性理論によれば、重力は質量の大きい物体によって引き起こされる時空の湾曲の結果であり、質量の大きい物体に近い物体ほどその影響を受けやすいとされています。したがって、この理論は太陽に最も近い惑星である水星の軌道の変動を説明できる可能性がある。太陽系の外縁にある惑星は太陽から遠いため、影響は少なくなります。

したがって、アインシュタインの理論は、他の惑星に頼ることなく、水星、地球、火星、木星、その他多くの惑星の軌道を説明することができます。新しい理論の出現により、バルカンも過去のものとなった。

Thu Thao ( IFL Scienceによる)

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