1

Η ανακάλυψη του πλανήτη Ποσειδώνα

Θέμης Ντάλλας

Πανεπιστήμιο ΘεσσαλίαςΤμήμα Ιστορίας - Αρχαιολογίας - Κοινωνικής Ανθρωπολογίας

2

23 Σεπτεμβρίου 1846

Johann Galle Urbain LeVerrier Neptune

3

Θεωρία των διαταραχών

Ο Gustave de Pontecoulant

4

Θεωρία των διαταραχών

Ο Gustave de Pontecoulant

5

Η γαλλική μαθηματική παράδοση

● Ο Arago για τον LeVerrier:«Ο άνθρωπος που ανακάλυψε έναν πλανήτη με τη μύτη του μολυβιού του.»

Ο μαθηματικός και πολιτικός Francois Arago

6

Η γαλλική μαθηματική παράδοση

● Ο Arago για τον LeVerrier:«Ο άνθρωπος που ανακάλυψε έναν πλανήτη με τη μύτη του μολυβιού του.»

Ο τάφος του LeVerrier στο Montparnasse

7

Η ανώμαλη κίνηση του Ουρανού

● Ο πλανήτης Ουρανός παρουσίαζε διαταραχές στην κίνησή του

● Δεν συμβάδιζαν με τους υπολογισμούςαπό τη θεωρία του Νεύτωνα

8

Ένα επιστημονικό θρίλερ

● Η ανακάλυψη του Ποσειδώνα έκρυβε κι έναν ανταγωνισμό ανάμεσα στη Γαλλία (LeVerrier) και στην Αγγλία (Adams)Το αστεροσκοπείο του Βερολίνου

τον καιρό της ανακάλυψης του Ποσειδώνα

9

Κρίσιμο τεστ για τη Νευτώνεια θεωρία

● Η κίνηση του Ουρανού ήταν εκ πρώτης όψεως μη-Νευτώνεια

● Οι διαταρχές της κίνησής του αποτελούσαν μια φαινομενική διάψευση της Νευτώνιας θεωρίας

● Οι LeVerrier και Adams προσπάθησαν να αποφύγουν τη διάψευση εισάγοντας την υπόθεση του εξωτερικού πλανήτη

10

Κρίσιμο τεστ για τη Νευτώνεια θεωρία

● Ο Popper για την έρευνα του LeVerrier:«Εάν κάποια από τις εικασίες δεν συμφωνεί -εάν για παράδειγμα ο πλανήτης Ουρανός δεν κινείται ακριβώς όπως απαιτεί η θεωρία του Νεύτωνα- τότε πρέπει να αλλάξουμε τη θεωρία.»

Ο Karl Popper

11

Ισχυρή διαψευσιμότητα (SPF)

● θεωρία T, αρχικές συνθήκες A, συμπέρασμα P:(T & A) P→

● άρνηση του P σημαίνει:~ P ~ (T & A)→

● συνθήκες της υποτιθέμενης διάψευσης:(~ P & A) ~ T→

12

Ισχυρή διαψευσιμότητα (SPF)

● Ο Popper για την έρευνα του Eddington:«Εάν οι παρατηρήσεις δείξουν ότι το προβλεπόμενο αποτέλεσμα απουσιάζει, τότε η θεωρία της Γενικής Σχετικότητας απλά καταρρίπτεται.»

Ο Arthur Eddington

13

Ισχυρή διαψευσιμότητα (SPF)

● Οι παρατηρήσεις του Eddington δεν ήταν πολύ καλές

● Η πίστη του στη θεωρία της Σχετικότητας έπαιξε ρόλο στην ερμηνεία του αποτελέσματος

Φωτογραφία της έκλειψης του 1919 από τον Eddington

14

Ισχυρή διαψευσιμότητα (SPF)

● Ο O'Hear για την SPF:«Ο τρόπος με τον οποίο ο Popper βλέπει την ύπαρξη των σωτήριων υποθέσεων, κρύβει το απλό γεγονός ότι ο ρόλος τους είναι ακριβώς να απωθήσουν την κριτική από τον αυθεντικό ‘πυρήνα’ της θεωρίας, ώστε να τον θεωρήσουν πρακτικά μη-διαψεύσιμο.»

Ο Anthony O'Hear

15

Ισχυρή διαψευσιμότητα (SPF)

● Ο O'Hear για την SPF:«Το κριτήριο οροθέτησης αγνοεί την αξία της μεταφυσικής, ή μη-διαψεύσιμης θέσης στην εξέλιξη της επιστήμης, γιατί η πρόοδος παρακωλύεται αν δεν αφήσουμε κάποιες θεωρίες όρθιες παρά τις ‘διαψεύσεις’ τους.»

Η κατανομή ύλης στο σύμπαν, όπως γίνεται δεκτή σήμερα

16

Ισχυρή διαψευσιμότητα (SPF)

● Ο Popper για την ανακάλυψη του Ποσειδώνα:«Η νέα υπόθεση ήταν βοηθητική. Υπήρχε μόνο ένας λόγος για την εισαγωγή της και μπορούσε να ελεγχθεί ανεξάρτητα. Η θέση του Ποσειδώνα υπολογίστηκε, ο πλανήτης παρατηρήθηκε, και βρέθηκε ότι η ύπαρξή του εξηγούσε πλήρως τις ανωμαλίες της τροχιάς του Ουρανού. Επομένως η βοηθητική υπόθεση ήταν σε συμφωνία με τη Νευτώνια Θεωρία, και η φαινομενική απόρριψη μεταμορφώθηκε σε μια μεγάλη επιτυχία.»

17

Η ανακάλυψη του Ουρανού

● Το 1781 ο William Herschel ανακάλυψε τον πλανήτη Ουρανό

● Ήταν η πρώτη ανακάλυψη νέου ουράνιου σώματος μετά τους τέσσερεις δορυφόρους του Δία

Ο William Herschel

18

Η ανακάλυψη του Ουρανού

● Το νέο σώμα ήταν πλανήτης γιατί ήταν ορατό ως δίσκος κι όχι ως σημείο

● Υπήρχαν δεκάδες παλαιότερες παρατηρήσεις του Ουρανού, χωρίς να γίνει αντιληπτή η φύση του

Ο πλανήτης Ουρανός όπως φαίνεταιμε ένα τηλεσκόπιο παρόμοιο με αυτό του Herschel

19

Η κίνηση του Ουρανού

● Ο Bouvard συγκέντρωσε όλες τις παρατηρήσεις από το 1736

● Έφτιαξε ένα σύστημα 77 εξισώσεων για να περιγράψει την τροχιά

● Το αποτέλεσμα δεν προέβλεπε σωστά την κίνηση Ο Alexis Bouvard

20

Η κίνηση του Ουρανού

● Το 1800 ο Ουρανος αρχίζει να κινείται γρηγορότερα

● Το 1822 αρχίζει να επιβραδύνει

● Σήμερα γνωρίζουμε ότι το 1821 ο Ουρανός προσπερνούσε τον Ποσειδώνα

Η ερμηνεία της διαταραχήςστην κίνηση του Ουρανού

21

Η υπόθεση του εξωτερικού πλανήτη

● Ο Thomas Hussey πρότεινε την ύπαρξη του εξωτερικού πλανήτη το 1834

● Προσέγγισε με την ιδέα του τον Bouvard και τον Airy, χωρίς αποτέλεσμα

Ο George Airy

22

Η υπόθεση του εξωτερικού πλανήτη

● Το 1843 ο John Adams είχε την ίδια ιδέα και επίσης προσεγγίζει τον Airy

● Ο Airy δεν πίστευε ότι αυτή η έρευνα θα ήταν γόνιμη

● Ο Adams του στέλνει συνεχώς νέους υπολογισμούς Ο John Adams

23

Η υπόθεση του εξωτερικού πλανήτη

● Το 1846 ο Urbain LeVerrier δημοσιεύει μια εργασία για τη θέση και την τροχιά του νέου πλανήτη

● Ενημερώνει -και αυτός- τον Airy

● Αν και δυσπιστεί, ο Airy αποφασίζει να δράσει

Ο Urbain LeVerrier εικονίζεται σε αυτό το γαλλικό χαρτονόμισμα του 1947

24

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Αναθέτει στον James Challis να ψάξει μυστικά για τον νέο πλανήτη

● Ζητά περισσότερες πληροφορίες από τον LeVerrier

● Aποκρύπτει τους υπολογισμούς του Adams

Ο James Challis

25

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Η κύρια ενασχόληση του Challisήταν η παρατήρηση κομητών

● Η αναζήτηση του Ποσειδώνα ήταν ένα πάρεργο

● Επί έξι εβδομάδες δεν κατάφερε να εντοπίσει τον πλανήτη

● Τον είδε τουλάχιστον δύο φορές, αλλά τον θεώρησε απλό άστρο

Η διάσπαση του κομήτη Biela,το βασικό ερευνητικό ενδιαφέρον του Challis το 1846

26

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Ο Challis για την ανακάλυψη του Ποσειδώνα:«Ήταν τόσο πρωτότυπο να κάνεις παρατηρήσεις στηριζόμενος μόνο πάνω σε θεωρητικούς υπολογισμούς! Και ενώ ήταν απαραίτητη πολλή προσπάθεια, η επιτυχία ήταν ιδιαίτερα αμφίβολη.»

Το αστεροσκοπείο του Cambridgeσε σχέδιο της εποχής

27

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Ο LeVerrier στέλνει τον Ιούνιο τους υπολογισμούς του στο αστεροσκοπίο του Παρισιού

● Οι αστρονόμοι αγνόησαν την έκκλησή του να ψάξουν για τον νέο πλανήτη

Το μεγάλο τηλεσκόπιοστο αστεροσκοπίο του Παρισιού

28

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Τον Αύγουστο ο LeVerrier στέλνει νέους υπολογισμούς στο αστεροσκοπίο του Βερολίνου

● Ο d'Arrest προτείνει να συγκριθεί η εικόνα της περιοχής με τους αστρικούς χάρτες

Ο Heinrich Louis d'Arrest

29

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Ο Galle ανακαλύπτει τον νέο πλανήτημέσα σε 30 λεπτά σε απόσταση λιγότερο από 1° από τη θέση που προέβλεψε ο LeVerrier

● Συνεχίζει τις παρατηρήσεις για δύο νύχτες Ο Ποσειδώνας εντοπιστηκε στον

αστερισμό του Αιγόκερω

30

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Ο Galle ενημερώνει τον LeVerrier για την ανακάλυψη του Ποσειδώνα:«Ο πλανήτης τη θέση του οποίου υπολογίσατε υπάρχει πραγματικά.»

Γελοιογραφία της εποχής:ο κ. Adams ψάχνει τον πλανήτη του κ. LeVerrier

31

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Ο Herschel για την ανακάλυψη του Ποσειδώνα:«Τον βλέπουμε όπως ο Κολόμβος είδε την Αμερική από τις ακτές της Ισπανίας. Είχαμε αισθανθεί τις κινήσεις του, να τρέμουν στην άκρη της γραμμής της ανάλυσής μας, με μια βεβαιότητα ελάχιστα κατώτερη από μια οπτική παρατήρηση.»

Ο John Herschel

32

Η αναζήτηση με το τηλεσκόπιο

● Δεκαεπτά μέρες αργότεραο Lassell ανακαλύπτει τονΤρίτωνα, τον πρώτο από τους δορυφόρους του Ποσειδώνα

Ο William LassellΠοσειδώνας και Τρίτων

33

Πόσο δύσκολη ήταν η ανακάλυψη;

● Ο Ουρανός είναι 6ου μεγέθους● Είναι οριακά ορατός με γυμνό μάτι● Κινείται πολύ αργά

Η κίνηση του Δία και του Ουρανού

34

Πόσο δύσκολη ήταν η ανακάλυψη;

● Ο Ποσειδώνας είναι 8ου μεγέθους

● Είναι οριακά ορατός με ένα ερασιτεχνικό τηλεσκόπιο

● Κινείται ακόμα πιο αργά

Ο Ποσειδώνας όπως φαίνεταιμε ένα σύγχρονο τηλεσκόπιο

35

Πόσο δύσκολη ήταν η ανακάλυψη;

● Σήμερα ξέρουμε που βρίσκεται ο πλανήτης● Ο Challis είχε πολύ δύσκολο έργο

Η περιοχή του έναστρου ουρανού που ανακαλύφθηκε ο Ποσειδώνας

36

Πόσο δύσκολη ήταν η ανακάλυψη;

Οι φωτογραφίες της ανακάλυψης του Πλούτωνα, μετά από 30 σχεδόν χρόνια έρευνας

37

Πόσο δύσκολη ήταν η ανακάλυψη;

● Οι υπολογισμοί για τη θέση του πλανήτη είχαν μεγάλο περιθώριο σφάλματος

Οι εκτιμήσεις της θέσης του Ποσειδώνα

38

Πόσο δύσκολοι ήταν οι υπολογισμοί;

● Ο LeVerrier είχεπληρέστερη τεκμηρίωση

● Ο Adams είχε πιο κομψούς υπολογισμούς

● Και οι δύο ξεκίνησαν μελανθασμένες παραδοχές

Οι τροχιές των πλανητών και οι υπολογισμοί του LeVerrier

39

Ήταν αποφασιστικό πείραμα;

● Οι αστρονόμοι νομίζουν ότι οι πρωταγωνιστές της ιστορίας πίστευαν ακράδαντα στην ορθότητα της Νευτώνειας θεωρίας

● Αν είναι έτσι, τότε κανένας από τους εμπλεκόμενους δεν θεωρούσε ότι διενεργούσε ένα αποφασιστικό πείραμα

40

Ήταν αποφασιστικό πείραμα;

● Όμως φαίνεται πως ο Airy μέχρι και το 1844 πίστευε ότι η Νευτώνεια θεωρία χρειάζεται διόρθωση

● Ο μόνος από τους πρωταγωνιστές που αμφισβητούσε τη θεωρία, αρνιόταν να εκτελέσει το αποφασιστικό πείραμα

41

Ήταν αποφασιστικό πείραμα;

● Η ανακάλυψη του Ποσειδώνα θεωρείται θρίαμβος της Νευτώνειας θεωρίας

● Εάν δεν είχε ανακαλυφθεί ο Ποσειδώνας τότε, η Νευτώνεια θεωρία δεν θα είχε καταρριφθεί

● Το πείραμα ήταν τόσο δύσκολο που αποτελούσε περισσότερο έλεγχο των παραδοχών και των τεχνικών παρά της ίδιας της θεωρίας

42

Οι παρατηρήσεις του Γαλιλαίου

Το σημειωματάριο του Γαλιλαίου

43

Οι παρατηρήσεις του Γαλιλαίου

Το σημειωματάριο του Γαλιλαίου

44

Οι παρατηρήσεις του Γαλιλαίου

Η κίνηση του Ποσειδώνα στις αρχές του 1613

45

Ένα Ποσειδώνειο Έτος

● Από την ανακάλυψή του έως σήμερα, συμπληρώθηκε μόλις μία περιστροφή του Ποσειδώνα γύρω από τον Ήλιο

Η κίνηση του Πωσειδώνα το 2010-11

46

215 πλανήτες και 50 δορυφόροι

Οι εξωτερικοί αστεροειδείς