Vulkan (domnevni planet): zgodba, iskanje in Einsteinova razlaga

Vulkan je bil teoretični planet, za katerega so v 19. stoletju domnevali, da kroži zelo blizu Sonca. Predlagali so njegovo obstojnost, ker bi dodatna gravitacijska privlačnost notranjega planeta lahko pojasnila opazne razlike v Merkurjevem napredovanju v perihelij glede na vrednosti, ki jih je napovedovala klasična (newtonovska) mehanika. Ideja je bila po vzoru zgodnejše napovedi obstoja zunanjega planeta — ki je vodila k odkritju Neptuna — torej, da bi bil vzrok nezadovoljivega ujemanja med opazovanji in teorično napovedjo še en, do takrat neznan planet.

Zgodovina napovedi in trditve opazovanj

Tekoči primerni kandidat za razlago nezanemarljive razlike v napredovanju perihelija Merkuarja je predstavil Urbain Le Verrier v 19. stoletju. Po njegovi napovedi naj bi bilo možno, da kruži planet v notranjem delu Osončja, v orbiti znotraj Merkurjeve. Leta 1859 je pariški zdravnik in amaterski astronom Edmond Lescarbault sporočil opazovanje prelaza pred diskom Sonca, ki ga je Le Verrier interpretiral kot morebitno potrditev obstoja takega telesa. Le Verrier je v znanstvenih krogih objavil možnost, a namigi in posamične trditve opazovanj niso bili dosledno ponovljeni in niso privedli do neodvisne potrditve.

Iščevanja in neuspehi

V naslednjih desetletjih so številna opazovanja in načrtovane akcije — vključno z iskanji med popolnimi Sončevimi mrki in z uporabo velikanov teleskopov — namenjena odkritju Vulkana niso prinesla prepričljivih dokazov. Deloma je bilo iskanje oteženo zaradi močne bleščavosti Sonca, kratkih časov za opazovanje in težav pri ločevanju morebitnih planetov od drobnih pretresov v varljivem koroni in atmosferi Zemlje. Noben izmed prijavljenih dogodkov ali opažanj ni bilo potrdljivih z dodatnimi, neodvisnimi merjenji.

Alternativne razlage za perihelijsko anomalijo

Ker neposredno iskanje Vulkana ni dalo rezultatov, so astronomi in fizikih predlagali različne druge razlage za odstopanje v napredovanju Merkurjevega perihelija:

• neznana porazdelitev mase v notranjem Osončju (npr. notranji asteroidni pas ali oblika Sonca),
• spremembe v sodobnem razumevanju gravitacije (predlagane manjše modifikacije Newtonove teorije),
• učinek Sončeve oblatnosti (odstopanje od popolne kroglaste oblike),
• ter naposled hipoteze o manjših telesih — kasneje imenovanih "vulkanoidi" — ki bi lahko krožila v stabilni coni znotraj Merkurjeve orbite.

Einstein in razlaga z relativnostjo

Ker so se nekateri znanstveniki spraševali o pravilnosti newtonovske teorije gravitacije, je Albert Einstein v okviru svoje splošne teorije relativnosti (objavljene leta 1915) pokazal, da ukrivljenost prostora-časa blizu masivnega telesa, kot je Sonce, privede do dodatnega napredovanja perihelija, ki ga newtonovska teorija ne upošteva. Račun v okviru splošne relativnosti je dal vrednost, ki natančno ustreza opazovani razliki (približno 43 kotnih sekund na stoletje), kar je odprlo pot h konsenzu, da za pojasnitev ni treba uvajati notranjega planeta Vulkana. Tako je splošna relativnost odpravila potrebo po hipotezi o Vulkana kot razlagi te anomalije perihelija.

Sodoben pogled: vulkanoidi in današnje iskanje

Čeprav je zamisel o planetu Vulkan kot velikem planetu danes odpisana, ostaja vprašanje, ali bi v notranjem delu Osončja lahko obstajala manjša telesa. Takim hipotetičnim trupom se včasih reče vulkanoidi — majhni asteroidi, ki bi krožili znotraj Merkurjeve orbite v relativno stabilni coni. V 20. in 21. stoletju so izvedene številne opazovalne preiskave (tudi s sateliti, kot so SOHO in STEREO, ter s specializiranimi infrardečimi in optičnimi opazovanji) brez odkritja takih teles. Rezultati teh preiskav omejujejo možnost, da bi obstajala večja telesa v tej coni: če vulkanoidi obstajajo, so po današnjih omejitvah verjetno zelo majhni — višje omejitve velikosti so v splošnem izrazile, da ni teles večjih od nekaj kilometrov.

Zaključek

Današnje razumevanje ne podpira obstoj velikega, planetarnega Vulkana. Zamisel je bila pomembna v zgodovini astronomije, saj je spodbujala opazovanja in teoretske razprave ter posredno prispevala k bolj natančnemu testiranju gravitacijske teorije. V resnici je bila anomalija v gibanjih Merkurja eno izmed zgodnjih merljivih potrditev Einsteinove splošne teorije relativnosti, medtem ko iskanje majhnih vulkanoidov ostaja odprto vprašanje predmetnih in zahtevnih opazovanj.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je bil Vulkan?

V: Kakšen je bil namen Vulkanovega obstoja?

V: Zakaj je obstajala Vulkanova teorija?

V: Ali je bil obstoj Vulkana kdaj potrjen?

V: Kakšen vpliv je imela neuspešna najdba Vulkana na znanstveno skupnost?

V: Kdo je razvil spremenjeno teorijo gravitacije, ki je ovrgla Vulkanove teorije?

V: Kakšen je bil končni rezultat Vulkanove teorije?

Išči po črki