Кіріспе

Күн мен Меркурийдің арасындағы гипотетикалық планета Вулкан /'//v//V//l//k//@n/ - 20-ғасырға дейінгі кейбір астрономдардың Меркурий мен Күн арасындағы орбитада бар деп ойлаған теориялық планета. Меркурийдің арасындағы денелер немесе планеталар туралы болжамдар мен тіпті олардың байқалғаны туралы хабарлар 17 ғасырдың басына дейін жетеді. Француз математигі Урбен Ле Верьердің қолдауы олардың болу ықтималдығын арттырды, ол Уран орбитасындағы бұзылыстар арқылы Нептунның бар екенін болжаған еді. 1859 жылы ол Меркурий орбитасындағы түсіндіріле алмайтын ерекшеліктерді растады және олардың жақын жердегі басқа белгісіз планетаның немесе астероидтар тізбегінің гравитациялық әсерінен туындауы керек деп болжады. Сол жылы француз астрономы Күннің алдынан бір нысанның өтіп бара жатқанын байқағанын хабарлады, осыдан кейін Ле Верьер көптен күткен Вулкан планетасы ақыры табылғанын жариялады. Келесі онжылдықтарда Вулканды табу үшін көптеген іздеу жұмыстары жүргізілді, бірақ бірнеше байқау туралы мәлімдемелерге қарамастан, оның бар екені растала алмады. Кейіннен Эйнштейннің 1915 жылғы жалпы салыстырмалылық теориясы Меркурийдің орбиталық ерекшеліктерін түсіндіру үшін планетаның қажеттілігін жойды, бұл теория бойынша Меркурийдің Ньютон физикасы болжаған орбитадан ауытқуы Күннің массасынан туындаған кеңістік-уақыттың қисылуынан туындайтын әсерлермен түсіндірілді.

Теориялар мен байқаулар

Меркурий орбитасының ішкі аспан денелері ғасырлар бойы болжанып, іздестіріліп, тіпті байқалғаны туралы мәлімдемелер жасалған. Күннің алдынан өтетін нысандарды көру туралы хабарлардың арасында 1611 жылы неміс астрономы Кристоф Шейнер жасаған мәлімдеме (кейін бұл күн дақтарының ашылуы екені анықталды), 1818 жылғы 6 қаңтарда британдық заңгер, жазушы және әуесқой астроном Капель Лоффттің "күннің дискісімен кесіп өтетін көлденең дене" байқауы, сондай-ақ бавариялық дәрігер және астроном Франц фон Паула Груйтюзеннің 1819 жылғы 26 маусымда "күнде екі кішкентай, дөңгелек, қара және әртүрлі өлшемдегі дақтарды" көргені туралы есебі бар. Сондай-ақ, неміс астрономы көптеген байқаулар жасап, екі дақ көргенін де мәлімдеді, алғашқы байқау 1822 жылғы 23 қазанда жасалса, кейін 1823, 1834, 1836 және 1837 жылдары жалғасты. 1834 жылы үлкен дақтың көлемі 3 секундтық доғаға, ал кішкентайы 1,25 секундтық доғаға тең деп тіркелді. 1846 жылы француз физигі, математигі және астрономы Жак Бабине "күнді айналып жүрген планета тәрізді жарқыраған бұлттар" болуы мүмкін деп ұсынды және Күнге жақын планетаға "Вулкан" (Рим мифологиясынан Вулкан құдайының атымен) деген ат берді. Ле Верье теориясы бойынша жасалған болжамдар байқаулармен сәйкес келмеді. Ле Верье Меркурий орбитасының ішіндегі белгілі бір белгісіз нысанның немесе нысандардың болуы артық прецессияны түсіндіруге болатынын болжады. Ол бұл планетаның Меркурийдің мөлшеріндегі планета немесе, астрономдар мұндай үлкен нысанды көре алмауы мүмкін болғандықтан, Күнге жақын жердегі белгісіз астероид белдеуі болуы мүмкін екенін есептеді. Ле Верье 1846 жылы дәл осы әдістерді қолданып, Нептун планетасының бар екенін болжағандығы оның мәлімдемесіне сенімділік сыйлады.

Алынған деп мәлімделген

1859 жылғы 22 желтоқсанда Ле Верье Лескарбольдтан хат алды, онда ол сол жылдың 26 наурызында болжамды планетаның транзитін көргенін хабарлады. Ле Верье Париждің оңтүстік-батысындағы Орже-ан-Бюс ауылына, Лескарбоның жеке қолымен салған обсерваториясына пойызбен сапарлады. Ле Верье еш хабарсыз келді және бірден оны сұраққа алуға кірісті. Лескарбо 1859 жылғы 26 наурызда Күннің бетіндегі кішкентай қара нүктені қалай байқағанын толыққанды сипаттады. Біраз уақыттан кейін ол оның қозғалып тұрғанын анықтады. Ол бұл құбылысты 1845 жылы көрген Меркурийдің транзитіне ұқсас деп ойлады. Ол оның қанша қашықтықты жүргенін есептеп, орнын және қозғалыс бағытын өлшеді, сондай-ақ ескі сағат пен науа (пульсті өлшеуге қолданылатын) көмегімен транзит ұзақтығын шамалады (1 сағат 17 минут 9 секунд). Бұл туралы Париждегі Ғылым академиясының отырысында айтылды. Лескарбо өз кезегінде Легион д'Онер орденімен марапатталды және көптеген ғылыми қоғамдарға шақырылды. Алайда, Лескарбоның "жаңалығының" рас екендігіне барлығы да сенбеді. 1859 жылы Бразилияның Рио-де-Жанейро қаласында жұмыс істеген танымал француз астрономы Эммануэль Лиас, Лескарбодан екі есе қуатты телескоппен дәл сол уақытта Күннің бетін зерттегенін мәлімдеді. Сондықтан Лиас "Лескарбо байқаған транзит уақытында Күннің үстінен планета өткенін нақты жоққа шығара алатын" еді. Лескарбоның "транзитіне" сүйене отырып, Ле Верье Вулканның орбитасын есептеді: ол Күнді шамамен дөңгелек орбитамен 19 күн 17 сағат арақашықтықта айналып өтеді, ал орбита эклиптикаға 12 градус 10 минутқа (өте жоғары дәлдік) иілген. Жерден қарағанда, Вулканның Күннен ең үлкен бұрыштық арақашықтығы 8 градусқа жетеді. 1860 жылғы 29 қаңтарда сағат 08:00-ден кейін Ф.А.Р. Расселл және Лондондағы үш адам Меркурийдің ішкі жағындағы планетаның транзитін көргендей болды. Америкалық бақылаушы Ричард Ковингтон көп жылдардан кейін 1860 жылдары Вашингтон аймағында тұрғанда Күн дискісімен өтетін анық қара дақты көргенін айтты. 1861 жылы Вулканды байқауға тырыспады. Содан кейін, 1862 жылғы 20 наурызда таңертеңгі сағат 08:00 мен 09:00 аралығында Гринвич уақыты бойынша Манчестерде (Англия) тұратын Луммис атты әуесқой астроном тағы бір транзит көрді. Оның хабарлаған әріптесі де оқиғаның куәсі болды. Осы екі адамның баяндамаларына сүйене отырып, екі француз астрономы Бенжамин Вальц және Родольф Радуа нысанның орбиталық периодын тәуелсіз есептеді, Вальц 17 күн 13 сағат, ал Радуа 19 күн 22 сағат деп тапты. Ватсон мен Свифт екеуі де белгілі емес жұлдыздар деп ойлаған екі нысанды байқады, бірақ Свифт координаталарындағы қателікті түзегеннен кейін, координаталардың ешқайсысы бір-бірімен немесе белгілі жұлдыздармен сәйкес келмеді. Күн тұтылу кезінде төрт нысан байқалды деген пікір ғылыми журналдарда пікірталас тудырды және Ватсонның қарсыласы К.Х.Ф. Петерс оны сықаққа алды. Петерс Ватсон қолданған қалам мен картоннан жасалған құрылғыдағы қателік шегі белгілі бір жарқын жұлдызды қосуға жеткілікті үлкен екенін атап өтті. Вулкан теориясына күмәнмен қараған Петерс барлық байқауларды жұлдыздарды планеталар деп жаңылысқандықтан жоққа шығарды. Соңында, 1908 жылы Лик обсерваториясының директоры Уильям Уоллес Кэмпбелл және астрономы Чарльз Диллон Перрин 1901, 1905 және 1908 жылдарғы үш күн тұтылу экспедициясындағы жан-жақты фотосуреттерге сүйене отырып, былай деді: "Біздің ойымызша, үш Кроккер экспедициясының жұмысы жарты ғасыр бойы танымал болған Меркурийдің ішкі планетасы мәселесінің бақылаулық жағын толығымен аяқтады".

Гипотеза дәлелденді

1915 жылы Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы, гравитацияны түсінуге классикалық механикадан толығымен өзгеше көзқарас, Ле Верье болжаған гипотетикалық планетаның қажеттілігін жойды. Бұл Меркурий планетасының перигелийінің әрбір айналымында 0,1 доғалық секундқа ығысуын, немесе ғасыр сайын 43 доғалық секундқа ығысуын болжады, бұл дәл бақыланған көрсеткішпен сәйкес келді (гипотетикалық Вулкан планетасының бар екендігіне қатысты ешқандай дәлелдер қажет емес). Жаңа теория барлық планеталардың болжамды орбиталарын өзгертті, бірақ Ньютон теориясынан болатын айырмашылықтар Күннен алшақтаған сайын тез азайды. Сонымен қатар, Меркурийдің эксцентрикалық орбитасы Венера мен Жердің дерлік дөңгелек орбиталарымен салыстырғанда перигелийдің ығысуын анықтауды әлдеқайда жеңілдетеді. Эйнштейннің теориясы 1919 жылғы 29 мамырдағы күн тұтылуы кезінде Эддингтон экспериментінде, фотосуреттерде кеңістік-уақыттың қисықтығы күнді айналып өтетін жұлдыз жарығының иілуін көрсеткенде тәжірибелік тұрғыдан расталды. Астрономдар түзетілген гравитация теңдеуін ескере отырып, Меркурий орбитасының ішінде үлкен планетаның болуы мүмкін емес деген қорытындыға тез келді.