Vědecký Američan je starší než objev Neptunu

V astronomii je 180 let a velmi Dlouhá doba-možná ne pro dění ve vesmíru, ale určitě pro to pochopení.
Když Vědecký Američan zveřejnil své první vydání před 180 lety tento měsícNáš pohled na vesmír byl podstatně odlišný. Neměli jsme tušení rozsahu vesmíru nebo i když něco existovalo mimo naši galaxii Mléčné dráhy. Nevěděli jsme, jak se narodily hvězdy, co je pohánělo nebo odkud pocházely komety – nebo že supernovy byly dokonce věcí.
Astronomové byli blíže k domovu divoce hádat o Jak se vytvořila naše sluneční soustava A jak Zemský měsíc přišel existovat. Sakra, ani jsme nevěděli, kolik planet bylo ve sluneční soustavě!
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Být spravedlivý, Stále ne. Naše chápání rodiny naší slunce však bylo v srpnu 1845 stále docela útržkovité a jen o rok později by naše sluneční soustava rostla celou planetou.
Pro všechny starověky byla Saturn nejvzdálenější planetou známou lidstvu. Teprve v roce 1781 německy britský astronom William Herschel hlásil, že v souhvězdném Taurus viděl pomalu se pohybující „kometu“, když naskenoval oblohu svým dalekohledem. Trvalo to dva roky, než orbitální výpočty ukázaly, že to vůbec nebyla kometa, ale místo toho obří planeta obíhající slunce za Saturn. Uran, první nová planeta, která byla kdy objevena, byla nalezena náhodou.
Během následujících desetiletí však astronomové viděli, že Uran se chová špatně. Pomocí matematických rovnic upravujících gravitaci a oběžné dráhy vypočítali tvar Uranovy oběžné dráhy a použili jej k předpovědi, kde by měla být planeta na obloze. Pozorování naznačila, že skutečná pozice Uranu se však významně odchýlila od toho, co bylo předpovídáno. Někdy se „vytáhla dopředu“ před vypočteným umístěním a někdy to zaostávalo.
Mnoho astronomové se divilo, že tyto anomálie byly způsobeny jinou planetou číhající neviditelnou za Uranem, což samo o sobě bylo v nejlepším případě sotva viditelné pouhým okem; Planeta dále by byla mnohem tlumená a mohla by snadno uniknout detekci.
Ale kde to bylo? Obloha je obrovská, když se snažíte hledat matný bod světla přes tisíce čtverečních stupňů; Pamatujte, že tehdy měli Skywatchers pouze své dalekohledy a oči. Nebyly k dispozici žádné kamery ani detektory. Hledání slabého, vzdáleného světa bylo jako hledání planetární jehly v kosmickém sena.
Matematika orbitální mechaniky však nabídla zkratku. Pokud jste předpokládali danou oběžnou dráhu pro planetu pak jeho postavení v průběhu času lze zhruba vypočítat podle jeho účinku na Uran. Tento druh výpočtu „X označuje spot“ v okamžicích na dnešních počítačích, ale v polovině 19. století to bylo provedeno ručně a slovo „únavné“ stěží popisuje rozsah práce.
Přesto, ve 40. letech 20. století, nezávisle na sobě, dva muži se to pokusili přesně. John Couch Adams, britský matematik a astronom na University of Cambridge, pracoval na výpočtech ve svém volném čase od roku 1843. Oznámil své zjištění Jamesi Challisovi, řediteli Cambridge Observatory v té době a v Anglii a astronomer Royal George Biddell, s nimiž se zacházel hlavně jako matematika, než na hledání potenciálního planetu. Na jejich obranu však byly Adamsovy výpočty neúplné a dosud nebyly vhodné k tomu, aby byly uvedeny do akce.
Současně francouzský astronom Urbain Jean Joseph Le Verrier také pracoval na výpočtu pozice předpokládané planety. Oznámil své výsledky na veřejném setkání Francouzské akademie věd 1. června 1846. Všimnu si, že Le Verrier zveřejnil pouze jeho vypočítaná místa pro planetu na obloze, nikoli na jeho odhady na její hmotu nebo oběžnou dráhu.
Přesto to stačilo na to, aby způsobilo menší paniku přes kanál, když Le Verrierovy zprávy dosáhly Cambridge, přičemž Airy si uvědomila podobnost s tím, na čem Adams pracuje. Protože objevování první nové planety za 65 let bylo otázkou velké vědecké a národní hrdosti, Challis šel do dalekohledu a začal naléhavé a vážné pátrání. Stejně jako samotné výpočty se jednalo o únavný podnik, který zahrnoval skenování oblohy a porovnání toho, co bylo vidět s ručně nakresleným, nikoli zcela přesným hvězdným mapám. Ještě horší je, že Adams pracoval na nových řešeních umístění planety a jeho výpočty byly chybné, takže Challis hledal špatnou část oblohy.
31. srpna 1846, Le Verrier přednesl další prezentaci akademii, tentokrát také hlásil domnělou vypočítanou hmotu a oběžnou dráhu Nového světa. O tři týdny později asistent astronomera Johanna Gottfried Galle na berlínské observatoři četl o práci Le Verriera. Galle, s nápomocným studentem jménem Heinrich Louis d’trest, vzal do 24-centimetrového dalekohledu observatoře večer 23. září hledat planetu. Použili lepší hvězdné mapy než Britové, spatřili svět v časných ranních hodinách 24. září, méně než titul z pozice, kterou Le Verrier předpověděl. Jak je příběh vyprávěn, Galle přečetla souřadnice hvězd, které viděl skrz okulár a V jednom okamžiku d’trest vzrušeně křičel„Ta hvězda není na mapě!“
Byl tedy objeven Neptun.
Le Verrier je připsán za objevovací práci, ačkoli Adams, na naléhání Britů v té době, je obecně také podáván také spoluvytváření. To je kontroverzní, protože není jasné, jak přesné byly Adamsovy výsledky –Viz článek „Případ Pilferované planety“ Historici vědy William Sheehan, Nicholas Kollerstrom a Craig B. Waff, v prosinci 2004 Vědecký Američan Podrobnosti.
Přesto, zatímco byl Uran nalezen náhodou, Neptun byl nalezen matematika (s pomocnou rukou z náhody).
Je ironií, že tu noc v září 1846 byla ne poprvé to bylo pozorováno. Galileo si vzal hojné poznámky, když, před staletími, poprvé otočil svůj hrubý dalekohled na oblohu; Nyní víme V letech 1612 a 1613 viděl Neptun Ale omyl to za hvězdu. (Škoda, kdyby na to přišel, byl by slavný.) Neptun byl mnohokrát spatřen i jindy, ale přešel ze stejných důvodů. V a velmi Krutá ironie, záznamy ukazují, že sám Challis viděl Neptun dvakrát srpen 1846, ale nevšiml si své skutečné povahy.
Mnohokrát jsem pozoroval Neptun prostřednictvím svého vlastního malého dalekohledu; Je to tečka Wan Aqua, stěží rozeznatelná ze slabé hvězdy na pozadí. Přesto, když jsem to viděl sám – vědět, že tyto fotony trvaly mnoho hodin, než letěly přes miliardy kilometrů prostoru, jen aby spadly do mého dalekohledu a na mou sítnici – to bylo vzrušení. Samozřejmě jsem měl obrovskou výhodu oproti Galle, s moderními hvězdnými mapami a softwarem, které mi přesně řekli, kde hledat, ale to jen zářilo reflektor o tom, jaký úspěch byl objev téměř před 180 lety.
A co z 18 desetiletí od té doby? Vesmír je mnohem větší, než jsme si představovali v roce 1846 a Nyní můžeme najít Neptunové planety obíhající další hvězdy stovkami. Zjistili jsme také Tisíce dalších předmětů obíhajících obíhajících za slunce za Neptunemvčetně Pluto. Je to téměř rutina. Pokud jde o samotný Neptun, Pozorovali jsme to s řadou vesmírných dalekohledů a dokonce poslal vesmírnou sondu, Voyager 2, letět kolem záhadné obří planetyumožňuje nám vidět jeho řadu bizarních měsíců a vzorů počasí zblízka.
Vědecký Američan byl tam také na cestě, s jeho První vydání v srpnu 1845 Téměř se shoduje s objevem poslední známé hlavní planety sluneční soustavy. Vědci podnikli nesmírné kroky při odemknutí ještě hlubších tajemství Cosmosu za posledních 180 let a v té době tento časopis hrál hlavní roli při informování veřejnosti o jejich zjištěních. Jsem hrdý na to, že jsem součástí tohoto dlouhodobého dobrodružství.