ดาวเคราะห์ที่เกิดจากคณิตศาสตร์ถูก 'ลบ' โดยไอน์สไตน์

ในศตวรรษที่ 19 นักดาราศาสตร์ได้คำนวณดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะและตั้งชื่อว่าดาววัลแคน แต่ไม่มีใครสังเกตเห็นมันจริงๆ

ดาวพุธ ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในระบบ ภาพ: NASA

หลายร้อยปีก่อน นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่าวงโคจรของดาวยูเรนัสแตกต่างไปเล็กน้อยจากที่ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันทำนายไว้ ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2389 นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส อูร์แบ็ง เลอ แวร์ริเย เสนอว่าความคลาดเคลื่อนดังกล่าวอาจอธิบายได้ด้วยดาวเคราะห์ดวงอื่น และทำนายเกี่ยวกับวงโคจรของวัตถุท้องฟ้าที่ไม่รู้จักดวงนี้

เลอ แวร์ริเยไม่ได้สนใจการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ด้วยกล้องโทรทรรศน์มากเท่ากับการค้นหาด้วยคณิตศาสตร์ ภารกิจสังเกตการณ์ได้รับมอบหมายให้กับนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน โยฮันน์ ก็อทท์ฟรีด กัลเล่ เมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2389 เมืองกอลล์ได้สำรวจสถานที่ที่เลอ แวร์ริเยทำนายว่าจะมีดาวเคราะห์ดวงใหม่ปรากฏอยู่ อย่างไรก็ตาม มีความประหลาดใจเกิดขึ้นเมื่อกอลล์ไม่เห็นดาวเคราะห์ลึกลับดวงนี้ แต่กลับค้นพบดาวเนปจูนอยู่ห่างจากตำแหน่งนั้นเพียงหนึ่งองศา

จากนั้น เลอ แวร์ริเยได้รับการขอให้สังเกตดาวเคราะห์ดวงอื่นซึ่งก็คือดาวพุธ เนื่องจากดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก จึงเป็นดาวเคราะห์ที่สังเกตได้ยากที่สุดในระบบสุริยะ เลอ แวร์ริเยได้รับมอบหมายให้นำฟิสิกส์ของนิวตันมาประยุกต์ใช้ในการวางแผนวงโคจรของโลก

อย่างไรก็ตาม เลอ แวร์ริเยไม่ประสบความสำเร็จ แม้ว่าเขาจะพยายามอย่างหนัก แต่วงโคจรที่ผิดปกติของดาวพุธก็ยังน่าสับสน ตามทฤษฎีของนิวตัน ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ในวงโคจรแบบวงรีรอบดวงอาทิตย์ แต่การสังเกตแสดงให้เห็นว่าวงโคจรของดาวพุธมีการผันผวนมากกว่าอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่เรารู้จักสามารถอธิบายได้

เช่นเดียวกับดาวยูเรนัส เลอ แวร์ริเย เชื่อว่าสาเหตุคือดาวเคราะห์ดวงอื่นที่เปลี่ยนเส้นทางของดาวพุธ ในที่สุด เขาได้ตั้งชื่อดาวเคราะห์ลึกลับแห่งนี้ว่าวัลแคนตามชื่อเทพเจ้าไฟของโรมัน

ในไม่ช้า นักดาราศาสตร์ก็เริ่มรายงานการสังเกตการณ์ดาววัลแคน รายงานครั้งแรกจัดทำโดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นเอ็ดมอนด์ โมเดสต์ เมื่อวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ.2402 จากการสังเกตการณ์ของโมเดสต์ เลอ แวร์ริเยได้คำนวณวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงใหม่ เขาเชื่อว่าดาวเคราะห์จะโคจรผ่านระหว่างดาวฤกษ์แม่และผู้สังเกตการณ์ เช่น เมื่อดาวพุธโคจรผ่านระหว่างดวงอาทิตย์และโลก) สองถึงสี่ครั้งต่อปี

เลอ แวร์ริเยปรับปรุงการคำนวณของเขาโดยอิงจากการสังเกตอื่นๆ แต่วัลแคนไม่เคยได้รับการสังเกตอย่างน่าเชื่อถือเลย การสังเกตการณ์ดาวเคราะห์ดวงนี้หลายประการสามารถอธิบายได้ด้วยจุดมืดบนดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ที่รู้จัก และดวงดาวใกล้เคียง

อย่างไรก็ตาม วัลแคนสามารถอยู่รอดมาได้เป็นเวลา 70 ปี ในปีพ.ศ. 2422 สื่อมวลชนได้รายงานว่าดาววัลแคนจะโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ตามการคำนวณของนักดาราศาสตร์ธีโอดอร์ ฟอน ออปโพลเซอร์ แต่ไม่มีใครเคยเห็นดาวดวงนี้เลย ผู้คนส่วนใหญ่พยายามมองหาปรากฏการณ์นี้ในช่วงที่เกิดสุริยุปราคาในช่วงเวลานั้น แต่ก็ไม่สามารถสังเกตเห็นได้

ในที่สุด ดาวเคราะห์ที่เกิดจากคณิตศาสตร์ของเลอ แวร์ริเยก็ถูก "ลบ" ออกไปโดยทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่: ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป ทฤษฎีของไอน์สไตน์สามารถทำนายเส้นทางการเคลื่อนที่ของดาวพุธได้โดยไม่ต้องมีดาวเคราะห์ดวงอื่นมาส่งผลต่อมัน

ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไประบุว่าแรงโน้มถ่วงเป็นผลจากความโค้งของกาลอวกาศที่เกิดจากวัตถุขนาดใหญ่ โดยวัตถุที่อยู่ใกล้วัตถุขนาดใหญ่จะได้รับผลกระทบมากกว่า ทฤษฎีนี้อาจอธิบายความผันผวนของวงโคจรของดาวพุธซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดได้ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะชั้นนอกได้รับผลกระทบน้อยกว่าเนื่องจากอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า

ดังนั้น ทฤษฎีของไอน์สไตน์จึงสามารถอธิบายวงโคจรของดาวพุธ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ อีกมากมายได้โดยไม่ต้องพึ่งดาวเคราะห์ดวงอื่น การถือกำเนิดของทฤษฎีใหม่ยังทำให้วัลแคนกลายเป็นสิ่งในอดีตอีกด้วย

ทูเทา (ตาม หลักวิทยาศาสตร์ IFL )

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