Em astronomia, 180 anos é um muito Muito tempo-talvez não seja para os acontecimentos no universo, mas certamente para nossa compreensão dele.
Quando Scientific American Publicou sua primeira edição há 180 anos, este mês, nossa visão do Cosmos foi substancialmente diferente. Não tínhamos idéia da escala do universo ou mesmo que existisse algo fora de nossa galáxia da Via Láctea. Não sabíamos como as estrelas nasceram, o que as alimentou ou de onde veio os cometas – ou que as supernovas eram uma coisa.
Mais perto de casa, os astrônomos estavam adivinhando como se o sistema solar se formou e como a lua da Terra passou a existir. Caramba, nem sabíamos quantos planetas houvem no sistema solar!
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Para ser justo, ainda não. Mas nossa compreensão da família do nosso Sol ainda era bastante superficial em agosto de 1845, e dificilmente foi um ano depois que nosso sistema solar cresceria em um planeta inteiro.
Para toda a antiguidade, Saturno era o planeta mais distante conhecido pela humanidade. Não foi até 1781 que o astrônomo-britânico alemão William Herschel relatou ter visto um “cometa” em movimento lento na constelação de Touro enquanto ele examinava os céus com seu telescópio. Demorou dois anos para que os cálculos orbitais mostrassem que não era um cometa, mas um planeta gigante orbitando o sol além de Saturno. Urano, o primeiro novo planeta descoberto, foi encontrado por acidente.
Nas décadas seguintes, os astrônomos viram que Urano estava se comportando mal. Usando as equações matemáticas que governam a gravidade e as órbitas, elas calcularam a forma da órbita de Urano e a usaram para prever onde o planeta deveria estar no céu. As observações indicaram que a posição real de Urano se desviou significativamente do que foi previsto, no entanto. Às vezes, “puxava” o local calculado e, às vezes, ficava para trás.
Muitos astrônomos se perguntaram que essas anomalias foram causadas por outro planeta à espreita invisível além de Urano, que por si só era, na melhor das hipóteses, pouco visível a olho nu; Um planeta mais distante seria muito mais escuro e poderia facilmente escapar da detecção.
Mas onde estava? O céu é enorme quando você está tentando procurar um ponto fraco de luz em milhares de graus quadrados; Lembre -se, naquela época, os observadores de céu só tinham seus telescópios e olhos. Não estavam disponíveis câmeras ou detectores. Procurar um mundo fraco e distante era como procurar uma agulha planetária em um palheiro cósmico.
A matemática da mecânica orbital ofereceu um atalho. Se você assumiu uma dada órbita para o planeta, sua posição ao longo do tempo poderá ser calculada aproximadamente por seu efeito no Urano. Esse tipo de cálculo “X marca o ponto” pode ser feito em momentos nos computadores de hoje, mas em meados do século XIX foi feito manualmente, e a palavra “tediosa” dificilmente descreve o escopo da obra.
Ainda assim, na década de 1840, independentemente um do outro, dois homens tentaram exatamente isso. John Couch Adams, a British mathematician and astronomer at the University of Cambridge, worked on the calculations in his spare time starting in 1843. He reported his findings to James Challis, director of the Cambridge Observatory at the time, and to England’s Astronomer Royal George Biddell Airy, both of whom treated it chiefly as an interesting bit of math rather than a guide for finding a potential planet. Em sua defesa, no entanto, os cálculos de Adams estavam incompletos e ainda não são adequados para serem colocados em ação.
Ao mesmo tempo, o astrônomo francês Urbain Jean Joseph Le Verrier também estava trabalhando para calcular a posição do planeta presuntivo. Ele anunciou seus resultados em uma reunião pública da Academia Francesa de Ciências em 1º de junho de 1846. Observarei que Le Verrier divulgou apenas seus locais calculados para o planeta no céu, não suas estimativas para sua missa ou órbita.
Ainda assim, isso foi suficiente para causar um pânico menor no canal quando as notícias de Le Verrier chegaram a Cambridge, com Airy percebendo a semelhança com o que Adams estava trabalhando. Como descobrir o primeiro novo planeta em 65 anos foi uma questão de grande orgulho científico e nacional, Challis foi ao telescópio e iniciou uma pesquisa urgente e sincera. Como os próprios cálculos, esse foi um empreendimento tedioso que envolveu examinar o céu e comparar o que foi visto com mapas estrelados desenhados à mão, não totalmente precisos. Piorando ainda mais, Adams estava trabalhando em novas soluções para a localização do planeta e seus cálculos eram falhos, então Challis estava olhando na parte errada do céu.
Em 31 de agosto de 1846, Le Verrier fez outra apresentação à Academia, desta vez também relatando a missa e a órbita calculadas do novo mundo do novo mundo. Três semanas depois, o astrônomo assistente Johann Gottfried Galle, na leitura do Observatório de Berlim, do trabalho de Le Verrier. Assistido por um aluno chamado Heinrich Louis d’Ardest, Galle foi ao telescópio de 24 centímetros do Observatório na noite de 23 de setembro para procurar o planeta. Usando mapas de estrelas melhores do que os britânicos, eles avistaram o mundo nas primeiras horas da manhã de 24 de setembro, menos de um grau da posição que Le Verrier havia previsto. Como a história é contada, Galle leu as coordenadas das estrelas que viu através da ocular e, a certa altura, prisão gritou animadamente: “Essa estrela não está no mapa!”
Assim, Netuno foi descoberto.
Le Verrier é creditado pelo trabalho de descoberta, embora Adams, por insistência dos britânicos na época, geralmente também seja concedido. Isso é controverso, porque não está claro o quão precisa os resultados de Adams foram – veja o artigo “O caso do planeta furtado”, pelos historiadores científicos William Sheehan, Nicholas Kollerstrom e Craig B. Waff, na edição de dezembro de 2004 da Scientific American Para detalhes.
Ainda assim, enquanto Urano foi encontrado por acaso, Netuno foi encontrado por matemática (com a mão amiga do acaso).
Ironicamente, naquela noite em setembro de 1846 foi não A primeira vez que já foi observada. Galileu fez anotações abundantes quando, séculos antes, ele passou seu telescópio bruto para o céu; Agora sabemos que ele viu Netuno em 1612 e 1613, mas confundiu com uma estrela. (Pena que ele tivesse tido isso, ele teria sido famoso.) Netuno havia sido visto muitas vezes antes, mas também passou pelas mesmas razões. Em um muito Ironia cruel, registros revelam que o próprio Challis viu Netuno duas vezes em Agosto 1846, mas não conseguiu notar sua verdadeira natureza.
Eu observei Netuno muitas vezes através do meu próprio pequeno telescópio; É um Wan Aqua Dot, quase não discernível de uma grande estrela de fundo. Ainda assim, vendo eu mesmo – a divulgação desses fótons levou muitas horas para voar por bilhões de quilômetros de espaço apenas para cair no meu telescópio e entrar na minha retina – foi uma emoção. É claro que tive uma enorme vantagem sobre o Galle, com mapas e software modernos que me disseram exatamente onde procurar, mas isso apenas destacou o que a conquista a descoberta foi quase 180 anos atrás.
E o que dizer das 18 décadas desde então? O universo é muito maior do que imaginamos em 1846, e agora podemos encontrar planetas do tipo Netuno orbitando outras estrelas pelas centenas. Também descobrimos milhares de objetos que orbitam o sol além de Netuno, incluindo Plutão. É quase rotineiro. Quanto ao próprio Netuno, observamos -o com uma variedade de telescópios espaciais e até enviamos uma sonda espacial, a Voyager 2, para passar pelo enigmático planeta gigante, permitindo -nos ver sua variedade de bizarras e padrões climáticos de perto.
Scientific American Também esteve lá ao longo do caminho, com sua primeira edição em agosto de 1845, quase coincidindo com a descoberta do último principal planeta conhecido do sistema solar. Os pesquisadores tomaram medidas imensas para desbloquear segredos ainda mais profundos do Cosmos nos últimos 180 anos e, durante esse período, esta revista desempenhou um papel importante em informar o público sobre suas descobertas. Tenho orgulho de fazer parte dessa aventura de longa duração.