Descoperirea planetei Neptun, 23 septembrie 1846: găsită cu creionul

Descoperirea planetei Neptun este singurul caz din istorie în care o lume nouă a fost găsită mai întâi pe hârtie. Un matematician francez a spus unde trebuie să fie, iar un astronom german a îndreptat telescopul acolo și a găsit-o în mai puțin de o oră. Ce a urmat a fost una dintre cele mai lungi certuri de prioritate din știință, lămurită abia după ce un dosar furat a reapărut în Chile.

Ce s-a întâmplat în noaptea de 23 septembrie 1846?

În dimineața zilei de 23 septembrie 1846, la Observatorul din Berlin a sosit o scrisoare din Paris. O trimisese, pe 18 septembrie, matematicianul Urbain Le Verrier, iar în ea era o coordonată: locul de pe cer unde ar trebui să se afle o planetă necunoscută.

Destinatarul, Johann Gottfried Galle, era asistent la observator. A cerut voie directorului, Johann Franz Encke, să folosească instrumentul principal. Encke își serba chiar atunci ziua de naștere și a aprobat. La observație s-a alăturat și un student, Heinrich Louis d’Arrest.

Au lucrat cu un refractor Fraunhofer de nouă țoli, adică o lentilă de aproximativ 24 de centimetri. D’Arrest a avut ideea decisivă: în loc să compare cerul din memorie, să folosească o hartă stelară nouă, foaia „Hora XXI” din seria Academiei din Berlin, tipărită cu un an înainte. Galle citea pozițiile stelelor văzute prin telescop, d’Arrest le căuta pe hartă.

Puțin după miezul nopții, d’Arrest a spus propoziția care a încheiat căutarea: steaua aceasta nu e pe hartă. Obiectul se afla la mai puțin de un grad de poziția calculată de Le Verrier. În serile următoare, astronomii i-au măsurat deplasarea pe cer și au confirmat: era o planetă.

Cum poți găsi o planetă cu creionul?

Punctul de plecare a fost o neregulă. Uranus, descoperit în 1781, nu se mișca exact așa cum prevedeau calculele. Abaterile erau mici, dar constante, iar explicația cea mai economică era că mai există un corp masiv, mai departe de Soare, care trage de el.

Le Verrier a prezentat Academiei de Științe din Paris o primă lucrare pe 10 noiembrie 1845, în care arăta că teoria de atunci nu poate explica mișcarea lui Uranus. Pe 1 iunie 1846 a venit cu a doua, în care dădea poziția corpului perturbator.

Problema lui nu a fost matematica, ci lipsa de interes a astronomilor francezi, care nu s-au grăbit să caute. De aceea a scris la Berlin. Descoperirea planetei Neptun a fost, astfel, rezultatul unui calcul făcut la Paris, al unei hărți tipărite la Berlin și al unei scrisori care a făcut cinci zile pe drum.

Cine a descoperit Neptun, Le Verrier sau Adams?

Imediat după anunț, în Anglia s-a ridicat o pretenție paralelă. Un tânăr matematician de la Cambridge, John Couch Adams, lucrase și el la problemă și terminase un set de calcule pe 18 septembrie 1845, cu aproape un an înaintea celei de a doua lucrări a lui Le Verrier.

Adams îi comunicase rezultatele lui James Challis, directorul observatorului din Cambridge, și astronomului regal George Airy. Challis a început căutarea abia pe 29 iulie 1846. A avut planeta în câmpul telescopului pe 8 și pe 12 august, dar, neavând o hartă stelară actualizată, nu a recunoscut-o.

Varianta oficială britanică, susținută public de Airy, de Challis și de John Herschel, a devenit aceea a unei descoperiri duble, independente. Franța a considerat-o o încercare de a-i lua lui Le Verrier meritul. Royal Society i-a dat lui Le Verrier medalia Copley în 1846, fără să îl pomenească pe Adams; Adams a primit medalia doi ani mai târziu.

Ce a arătat dosarul dispărut de la Greenwich

Aici intervine partea care schimbă povestea. Corespondența dintre Adams și Airy, adică dosarul care ar fi putut arbitra disputa, a dispărut din arhiva Observatorului Regal de la Greenwich.

Documentele au reapărut după moartea astronomului Olin J. Eggen, în 1998. Au fost găsite printre lucrurile lui rămase în Chile și au fost restituite arhivei din Cambridge. Abia atunci istoricii au putut citi ce scria, de fapt, în ele.

Concluzia, formulată de istoricul Nicholas Kollerstrom și de colegii săi, a fost neplăcută pentru versiunea britanică. Adams nu avusese o predicție fermă, ci o serie de soluții care s-au tot schimbat, acoperind o fâșie de cer de aproximativ douăzeci de grade. Airy prezentase public o variantă selectivă, care ascundea cât de vagi fuseseră estimările.

Pe scurt: Adams a lucrat serios la problemă, dar cel care a spus unde să se uite, cu precizia necesară, a fost Le Verrier. Este un caz de școală despre ce se întâmplă când un dosar de arhivă lipsește o sută cincizeci de ani.

A văzut Galilei planeta Neptun cu două secole mai devreme?

Da și nu, iar distincția contează. În jurnalele lui de observație, Galileo Galilei a notat, pe 28 decembrie 1612 și pe 27 ianuarie 1613, un obiect aflat lângă Iupiter. Acel obiect era Neptun.

Mai mult, pe 28 ianuarie Galilei a consemnat că obiectul se mutase față de o stea vecină, iar însemnarea pare făcută cu altă cerneală, ca și cum ar fi revenit asupra ei. Cu alte cuvinte, a observat anomalia.

Ce nu a făcut: nu l-a identificat ca planetă și nu a publicat nimic despre el. A vedea nu înseamnă a descoperi. Neptun a fost văzut de mai multe ori înainte de 1846, dar a fost recunoscut o singură dată.

De ce mai contează astăzi

Descoperirea planetei Neptun a fost, pentru contemporani, dovada cea mai spectaculoasă că mecanica lui Newton funcționează. Nu doar explica mișcările observate, ci putea prezice existența unui corp pe care nimeni nu îl văzuse.

Metoda a rămas în uz. Aceeași logică, a perturbațiilor neexplicate, stă în spatele căutărilor moderne de planete, inclusiv al ipotezelor despre corpuri încă nedescoperite din marginea Sistemului Solar. Diferența e că astăzi calculul se face cu computere, nu cu creionul, pe hârtie, ani la rând.

Cât despre planetă, oamenii au văzut-o de aproape o singură dată. Pe 25 august 1989, sonda Voyager 2 a trecut pe lângă Neptun și a trimis primele imagini apropiate ale unei lumi albastre, colorată de metanul din atmosferă.