수학으로 탄생한 행성, 아인슈타인에 의해 '지워졌다'

19세기에 천문학자들은 태양계에 있는 행성을 계산하여 벌컨(Vulcan)이라고 명명했지만, 실제로 관찰한 사람은 아무도 없습니다.

수성은 태양계에서 태양에 가장 가까운 행성입니다. 사진: NASA

수백 년 전, 과학자들은 천왕성의 궤도가 뉴턴의 중력 이론에서 예측한 것과 약간 다르다는 것을 발견했습니다. 1846년 7월, 프랑스의 천문학자이자 수학자인 위르뱅 르베리에는 이러한 불일치는 다른 행성으로 설명될 수 있다고 제안하고, 이 알려지지 않은 천체의 궤도에 대한 예측을 내놓았습니다.

르베리에는 망원경으로 새로운 행성을 발견하는 것보다는 수학적으로 행성을 찾는 데 더 관심이 있었습니다. 관측 임무는 독일 천문학자 요한 고트프리트 갈레에게 할당되었습니다. 1846년 9월 23일, 갈은 르베리에가 새로운 행성이 존재할 것이라고 예측한 위치를 살펴보았습니다. 그러나 갈레는 이 신비한 행성을 보지 못했지만 대신 그 위치에서 1도 이내에 해왕성을 발견했을 때 놀라운 일이 일어났습니다.

르베리에는 또 다른 행성인 수성을 관찰해 달라는 요청을 받았습니다. 수성은 태양과 매우 가까워서 태양계에서 관측하기 가장 어려운 행성 중 하나입니다. 르베리에는 뉴턴의 물리학을 적용하여 행성의 궤도를 그리는 임무를 맡았습니다.

그러나 르베리에는 성공하지 못했습니다. 그는 열심히 노력했지만 수성의 편심 궤도는 혼란스러웠습니다. 뉴턴의 이론에 따르면 행성은 태양 주위를 타원 궤도로 움직입니다. 그러나 관측 결과 수성의 궤도는 알려진 행성의 중력적 영향으로 설명할 수 있는 것보다 더 많이 변동하는 것으로 나타났습니다.

천왕성의 경우와 마찬가지로 르베리에는 수성의 경로를 바꾸는 또 다른 행성이 원인이라고 생각합니다. 그는 결국 이 신비한 행성을 로마의 불의 신인 불칸의 이름을 따서 명명했습니다.

곧 천문학자들은 벌컨에 대한 관찰 결과를 보고하기 시작했습니다. 최초의 보고는 1859년 3월 26일 아마추어 천문학자 에드몽 모데스트에 의해 이루어졌습니다. 모데스트의 관찰을 바탕으로 르베리에는 새로운 행성의 궤도를 계산했습니다. 그는 수성이 태양과 지구 사이를 지날 때처럼 행성이 모항성과 관측자 사이를 지나가는 현상(천왕성 통과 현상)이 1년에 2~4회 일어날 것이라고 믿었습니다.

르베리에는 다른 관찰 결과를 바탕으로 계산을 개선했지만, 벌컨은 한 번도 확실하게 관찰된 적이 없습니다. 이 행성에 대한 많은 관찰 결과는 태양흑점, 알려진 행성, 근처 별들로 설명될 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 불칸은 70년 동안 살아남았습니다. 1879년에 언론은 천문학자 테오도르 폰 오폴처의 계산을 바탕으로 불칸이 태양 앞을 지날 것이라고 보도하기도 했습니다. 하지만 아무도 이 행성을 본 적이 없습니다. 사람들은 그 무렵의 대부분의 일식 동안 그것을 찾았지만, 관찰하는 데는 실패했습니다.

결국, 르베리에의 수학에서 탄생한 행성은 새로운 물리 이론인 일반 상대성 이론에 의해 '지워졌습니다'. 아인슈타인의 이론은 다른 행성의 영향을 받지 않고도 수성의 경로를 예측할 수 있었습니다.

일반 상대성 이론은 중력이 거대한 물체에 의해 시공간의 휘어짐으로 인해 발생하며, 거대한 물체에 가까운 물체일수록 그 영향을 더 많이 받는다고 제시합니다. 따라서 이 이론은 태양에 가장 가까운 행성인 수성의 궤도 변동을 설명할 수 있습니다. 외태양계의 행성들은 태양으로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 영향을 덜 받습니다.

따라서 아인슈타인의 이론은 다른 행성을 사용하지 않고도 수성, 지구, 화성, 목성 및 기타 여러 행성의 궤도를 설명할 수 있습니다. 새로운 이론의 등장으로 벌컨은 과거의 유물이 되었다.

투 타오 ( IFL Science 에 따르면)

소스 링크: https://vnexpress.net/hanh-tinh-ra-doi-tu-toan-hoc-bi-einstein-xoa-so-4641143.html