Почему учёные не обнаружили планету Вулкан, хотя расчёты говорили, что она существует
В XIX веке астрономия переживала золотой век. Учёные открывали новые миры, не отрываясь от бумаги, — просто с помощью математики. Но среди этих триумфов затаилась одна из самых поучительных ошибок в истории науки — планета Вулкан. Её искали десятки астрономов, её «видели» в телескопы, а её существование диктовалось законами физики. Рассказываем, как желание спасти красивую теорию заставило учёных полвека гоняться за призраком.
Триумф на кончике пера
История погони за таинственной планетой началась в 1846 году. В то время законы всемирного тяготения Ньютона считались абсолютной истиной. Но была проблема: планета Уран двигалась неправильно. Она постоянно отклонялась от расчётной траектории, будто кто-то огромный тянул её к себе.
За загадку взялся французский математик Урбен Леверье. Он не стал смотреть в небо, а сел за вычисления. Леверье решил «обратную задачу»: вычислил, где должна находиться неизвестная планета, чтобы её гравитация объясняла странности Урана. 31 августа 1846 года он отправил координаты в Берлин. Астрономы навели телескоп в указанную точку и... нашли планету Нептун. Ошибка составила меньше одного градуса.
Это был грандиозный успех. Леверье провозгласили человеком, который «открыл планету на кончике пера». Этот случай убедил всех: если расчёты по Ньютону предсказывают планету — значит, она там есть.
Чёрная дыра или Девятая планета: что скрывается в Солнечной системе
Трещина в небесных часах
Окрылённый успехом, Леверье решил навести порядок во всей Солнечной системе. Он занялся Меркурием и снова наткнулся на аномалию. Меркурий вращается вокруг Солнца по вытянутой орбите. Сама эта орбита медленно поворачивается — это называется прецессией перигелия. Леверье учёл влияние всех соседей: Венеры, Земли, Марса, Юпитера. Но цифры не сходились.
Карта Солнечной системы с планетой Вулкан, 1846 год
Реальная орбита Меркурия смещалась быстрее, чем предсказывала теория. Разница была крошечной — 43 угловые секунды за столетие. Это как смотреть на монетку с расстояния в несколько километров. Но для точной науки это была катастрофа. Либо ошибался великий Ньютон, либо рядом с Меркурием пряталось что-то массивное.
Рождение Вулкана
Леверье не мог допустить, что Ньютон неправ. В 1859 году он объявил: аномалию вызывает неизвестная планета или пояс астероидов, расположенные ещё ближе к Солнцу. Новому миру дали имя Вулкан — в честь римского бога огня. Логично для планеты, которая буквально жарится в «солнечном горне». Математики даже рассчитали её характеристики:
- Расстояние от Солнца — 21 млн км (всего треть от дистанции Меркурия).
- Год на планете идёт около 19 земных суток.
- Увидеть планету почти невозможно из-за яркого света Солнца.
Сельский врач и его открытие
Как только гипотезу опубликовали, Леверье получил письмо от сельского врача и астронома-любителя Эдмона Лескарбо. Тот утверждал, что ещё полгода назад видел, как маленькая чёрная точка пересекла диск Солнца.
Леверье, известный своим тяжёлым характером, лично приехал к врачу в деревню, чтобы устроить допрос. Оборудование любителя было примитивным: он замерял время прохождения точки, используя старые часы и щупая свой пульс как метроном.
Обсерватория Эдмона Лескарбо
Но детали сходились с расчётами. Лескарбо описал круглый объект, который двигался именно так, как должна была двигаться планета. Леверье поверил. 2 января 1860 года об открытии Вулкана объявили официально, а скромный врач получил орден Почётного легиона.
Охота за тенью
Казалось, дело закрыто. Вулкан попал в учебники. Но тут начались проблемы: никто другой не мог его найти. Астрономы понимали: единственный шанс увидеть объект так близко к звезде — дождаться полного солнечного затмения, когда Луна перекроет ослепляющий свет. Период с 1860 по 1878 год стал настоящей золотой лихорадкой для «охотников за Вулканом».
Кульминация наступила во время затмения 1878 года в США. Два авторитетных астронома, Джеймс Уотсон и Льюис Свифт, независимо заявили, что видели красный диск рядом с Солнцем. Газеты ликовали.
Однако проверка показала странное: координаты двух «Вулканов» не совпадали ни друг с другом, ни с расчётами. Скорее всего, в спешке и темноте астрономы приняли за планету известные звёзды из созвездия Рака.
К началу XX века технологии шагнули вперёд. Мощные камеры Ликской обсерватории окончательно доказали: внутри орбиты Меркурия нет ничего крупнее 20 километров. Вулкана не существовало. Но аномалия Меркурия никуда не делась, оставаясь «бельмом на глазу» физики.
Решение Эйнштейна
Разгадка пришла не из телескопа, а из головы Альберта Эйнштейна. В 1915 году он завершил Общую теорию относительности (ОТО). Эйнштейн предложил революционную идею: гравитация — это не невидимая сила, как считал Ньютон, а искривление пространства и времени. Солнце настолько массивно, что создаёт вокруг себя глубокую «гравитационную яму».
Меркурий, находясь ближе всех к звезде, движется в сильно искривлённом пространстве. Ему приходится проходить чуть больший путь, чем в «плоском» мире Ньютона. Эйнштейн подставил параметры орбиты Меркурия в свои новые формулы. Результат ошеломил:
- Ньютоновская механика давала ошибку в 43 угловые секунды.
- Формула Эйнштейна предсказывала смещение ровно на 43 угловые секунды.
Для объяснения аномалии не нужна была скрытая планета. Всё дело было в геометрии Вселенной. Увидев эти цифры, Эйнштейн был, по его словам, «вне себя от радости».
Это открытие Эйнштейна повергло самого учёного в ужас: до конца жизни он не мог в него поверить
Почему учёные ошиблись?
История Вулкана — это отличный пример того, как работает человеческий мозг. Психологи называют это предвзятостью подтверждения (confirmation bias). Вот как она работает:
- Ловушка успеха. Учёные настолько привыкли к тому, что теория Ньютона работает, что не могли представить её ошибочность.
- Видеть то, что хочешь. Астрономы знали, что они должны увидеть. Поэтому любой дефект оптики, солнечное пятно или пролетающую птицу мозг интерпретировал как долгожданную планету.
Несмотря на то что существование Вулкана оказалось ошибкой, его поиски не были напрасными — они заставили науку отказаться от старых догм и принять новую, гораздо более сложную картину мира, предложенную Эйнштейном. А имя Вулкан пригодилось — правда, в научной фантастике.