การแสดงดาวเคราะห์ที่ลุกเป็นไฟซึ่งไม่มีอยู่จริงโดยศิลปิน เครดิตรูปภาพ: Detelina Petkova/Shutterstock.com
ในปี ค.ศ. 1846 นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ เออร์เบน เลอ แวร์ริเยร์ นั่งลงและพยายามค้นหาดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่มนุษย์ไม่เคยเห็นมาก่อน ดาวยูเรนัส (โตแล้ว) เคลื่อนที่ในลักษณะที่ไม่คาดคิด ดังที่ทำนายไว้โดยทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน
แม้ว่าความคลาดเคลื่อนมีขนาดเล็ก มีความแตกต่างระหว่างวงโคจรของดาวยูเรนัสที่สังเกตได้กับวิธีที่ฟิสิกส์ของนิวตันทำนายวงโคจรของมัน ในเดือนกรกฎาคม เลอ แวร์ริเยร์เสนอว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นนอกเหนือจากดาวยูเรนัสสามารถอธิบายความแตกต่างได้ และได้ทำนายวงโคจรของวัตถุที่ไม่มีใครรู้จักมาก่อนนี้
เนื่องจากเป็นนักคณิตศาสตร์คนแรกและนักดาราศาสตร์คนที่สอง เขาจึงไม่สนใจที่จะค้นหามันด้วยกล้องโทรทรรศน์เลยในตอนนี้เมื่อเขาพบมันในวิชาคณิตศาสตร์ และภารกิจในการค้นหามันเป็นหน้าที่ของนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน โยฮันน์ ก็อตต์ฟรีด กอลล์ เมื่อวันที่ 23 กันยายน พ.ศ. 2389กอลล์มองไปที่จุดที่เลอ แวร์ริเยร์คาดการณ์ไว้ดาวเคราะห์ดวงนี้จะอยู่ และพบว่าอยู่ในรัศมี 1 องศาจากจุดนั้น... ดาวเคราะห์เนปจูน
ไม่ต้องกังวล เรากำลังไปถึงดาวสป็อคแล้ว
หลังจากค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่โดยดูที่วงโคจรของอีกดวงหนึ่ง เลอ แวร์ริเยร์จึงถูกเรียกให้ตรวจดูดาวเคราะห์ดวงหนึ่งซึ่งชื่อไม่ได้หมายถึงรูก้นด้วย นั่นก็คือ ดาวพุธ ดาวพุธซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากคือดาวเคราะห์ที่ยากที่สุดในการสำรวจระบบสุริยะของเรา(สมมติว่าไม่มี Planet Nine อยู่ที่นั่น) เลอ แวร์ริเยร์ได้รับมอบหมายให้วางแผนวงโคจรของดาวพุธโดยใช้ฟิสิกส์ของนิวตัน
แต่เขาทำไม่ได้ ไม่ว่าเขาจะพยายามแค่ไหน วงโคจรประหลาดของดาวพุธไม่สมเหตุสมผลเลย- ตามทฤษฎีของนิวตัน ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ในวงโคจรเป็นวงรีรอบดวงอาทิตย์ แต่การสำรวจพบว่าวงโคจรของดาวพุธสั่นคลอนมากกว่าที่จะพิจารณาได้จากแรงโน้มถ่วงที่กระทำโดยดาวเคราะห์ดวงอื่นที่รู้จัก
เช่นเดียวกับดาวยูเรนัส เขาเชื่อว่านี่เป็นเพราะดาวเคราะห์ดวงอื่นที่เปลี่ยนเส้นทางของดาวเคราะห์ ในที่สุดเขาก็ตั้งชื่อดาวเคราะห์วัลแคนเพราะเขาเป็นแฟนตัวยงของ Star Trekรองจากเทพเจ้าแห่งไฟของโรมัน
ในไม่ช้านักดาราศาสตร์ก็เริ่มรายงานการสังเกตดาวเคราะห์ดวงนี้ ครั้งแรกโดย Edmond Modeste เมื่อวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2402เก้าเดือนต่อมา(อย่างดีที่สุดเขาเป็นนักดาราศาสตร์สมัครเล่น) เขาแจ้งเตือนเลอ แวร์ริเยร์เมื่อเห็นบทความเกี่ยวกับงานของเขา จากการสังเกตการณ์ของโมเดสเต เลอ แวร์ริเยร์ได้คำนวณวงโคจรของดาวเคราะห์ตามที่คาดการณ์ไว้ ซึ่งเขาเชื่อว่าจะมีการผ่านหน้าปีละสองถึงสี่ครั้ง
คนอื่นๆ รายงานว่าสำรวจวัลแคน แต่สามารถอธิบายได้ด้วยจุดดับดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ที่รู้จัก และการสังเกตการณ์ดาวฤกษ์ใกล้เคียง เลอ แวร์ริเยร์ปรับปรุงการคำนวณของเขาโดยอาศัยการสังเกตอื่นๆ แต่ถึงกระนั้นก็ไม่เคยถูกมองว่าเป็นรูปธรรมในทางใดทางหนึ่งเลย
อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์ดวงนี้ไม่ใช่แฟชั่นช่วงสั้นๆ แต่ดำรงอยู่ได้ประมาณ 70 ปี ในปี พ.ศ. 2422 มีหนังสือพิมพ์เผยแพร่รายงานว่าวัลแคนจะเคลื่อนผ่านดวงอาทิตย์ตามการคำนวณของนักดาราศาสตร์ชื่อดัง ธีโอดอร์ ฟอน ออโพลเซอร์ มันไม่เคยแสดงให้เห็น มันถูกค้นหาในช่วงสุริยุปราคาเกือบทุกครั้งในช่วงเวลานี้ แต่ไม่เคยเห็นเลย
แล้วทำไมคุณไม่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับวัลแคนเมื่อคุณศึกษาดาวเคราะห์ทั้งแปดดวงล่ะ? เพราะมันไม่มีอยู่มากนัก ดาวเคราะห์ที่เกิดจากคณิตศาสตร์โดยเลอ แวร์ริเยร์ ถูกทำลายโดยทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่: ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
ทฤษฎีของไอน์สไตน์สามารถทำนายเส้นทางของดาวพุธได้โดยไม่มีดาวเคราะห์อื่นใดมารบกวนการโคลงเคลงของมัน ทฤษฎีนี้กำหนดให้แรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากความโค้งของกาลอวกาศโดยวัตถุขนาดใหญ่ โดยวัตถุที่อยู่ใกล้วัตถุขนาดใหญ่จะได้รับผลกระทบมากกว่า ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงหรือการโยกเยกของวงโคจรของดาวพุธสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎี ในขณะที่ดาวเคราะห์ชั้นนอกซึ่งได้รับผลกระทบจากความโค้งน้อยกว่า จะได้รับผลกระทบเพียงเล็กน้อยจากการคำนวณใหม่เมื่อพิจารณาจากระยะห่างจากดวงอาทิตย์-
ด้วยเหตุนี้ ทฤษฎีของไอน์สไตน์จึงสามารถอธิบายทั้งวงโคจรของดาวพุธและวงโคจรของโลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ฯลฯ ได้โดยไม่ต้องอาศัยดาวเคราะห์ดวงอื่น
ดาวเคราะห์วัลแคนไม่มีอีกแล้ว
สัปดาห์นี้ใน IFLScience
รับเรื่องราวทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเราไปยังกล่องจดหมายของคุณทุกสัปดาห์!
