Введение

Французский астроном и математик (1811–1877)

Урбайн Жан Жозеф Ле Верье (yʁbɛ̃ ʒɑ̃ ʒɔzɛf lə vɛʁje; 11 марта 1811 – 23 сентября 1877) – французский астроном и математик, специализировавшийся на небесной механике, наиболее известен предсказанием существования и положения Нептуна, основываясь исключительно на математических расчетах. Эти расчеты были выполнены для объяснения расхождений в орбите Урана с законами Кеплера и Ньютона. Ле Верье отправил координаты Иоганну Готфриду Галле в Берлин с просьбой о проверке. Галле обнаружил Нептун в ту же ночь, когда получил письмо Ле Верье, с точностью до 1° от предсказанного положения. Открытие Нептуна считается убедительным подтверждением небесной механики и одним из самых выдающихся моментов науки XIX века.

Ранние годы

Урбайн Ле Верье родился в Сен-Ло, департамент Манш, Франция, в семье небогатых буржуа, его родителями были Луи Батист Ле Верье и Мари Жанна Жозефина Полина де Бодре. Он учился в Политехнической школе – сначала непродолжительное время изучал химию под руководством Гей-Люссака, написав работы о соединениях фосфора с водородом и фосфора с кислородом. В 1846 году Ле Верье был избран членом Французской академии наук, а в 1855 году – иностранным членом Королевской шведской академии наук. Его имя – одно из 72 имен, выгравированных на Эйфелевой башне.

Ранние работы

Первая работа Ле Верье в области астрономии была представлена Академии наук в сентябре 1839 года под названием Sur les variations séculaires des orbites des planètes (О секулярных вариациях орбит планет). Эта работа была посвящена тогда самому важному вопросу в астрономии: стабильности Солнечной системы, впервые исследованной Лапласом. Ему удалось вывести некоторые важные ограничения на движения в системе, но из-за неточно известных масс планет его результаты носили предварительный характер. С 1844 по 1847 год Ле Верье опубликовал серию работ о периодических кометах, в частности о кометах Лекселла, Фей и Девико. Он смог показать некоторые интересные взаимодействия с планетой Юпитер, доказав, что определенные кометы на самом деле являлись повторным появлением ранее известных комет, выброшенных на другие орбиты.

Открытие Нептуна

Самым известным достижением Ле Верье является его предсказание существования тогда ещё неизвестной планеты Нептун, основываясь исключительно на математических расчётах и астрономических наблюдениях известной планеты Уран. Поощряемый физиком Араго, директором Парижской обсерватории, Ле Верье в течение нескольких месяцев интенсивно занимался сложными вычислениями, чтобы объяснить небольшие, но систематические расхождения между наблюдаемой орбитой Урана и той, что предсказывалась на основе законов всемирного тяготения Ньютона. В то же время, но не зная об этом, аналогичные расчёты проводил Джон Куч Адамс в Англии. Ле Верье публично объявил о своём окончательном прогнозируемом положении невидимой планеты, возмущающей Уран, перед Французской академией 31 августа 1846 года, за два дня до того, как окончательное решение Адамса было конфиденциально отправлено в Королевскую Гринвичскую обсерваторию. Ле Верье передал своё предсказание 18 сентября в письме Иоганну Галле из Берлинской обсерватории. Письмо прибыло через пять дней, и планета была обнаружена в тот же вечер, 23 сентября 1846 года, Галле и Генрихом д’Арестом с помощью рефрактора Фраунгофера Берлинской обсерватории в пределах 1° от предсказанного местоположения, близ границы между Козерогом и Водолеем. Споры о распределении заслуг за открытие существуют и в некоторой степени сохраняются до сих пор. В обоснованности претензий Ле Верье, Галле и д’Ареста на открытие нет никаких сомнений. Работа Адамса была начата раньше, чем у Ле Верье, но завершена позже и не имела отношения к фактическому открытию. Даже кратчайшее изложение предсказанных Адамсом орбитальных элементов было опубликовано лишь более чем через месяц после визуального подтверждения в Берлине. Адамс полностью и публично признал приоритет и заслуги Ле Верье (не забыв упомянуть роль Галле), когда представил свою работу Королевскому астрономическому обществу в ноябре 1846 года:

Планетные таблицы

В начале XIX века методы предсказания движения планет были довольно разрозненными, поскольку разрабатывались на протяжении десятилетий многими различными исследователями. В 1847 году Ле Верье поставил перед собой задачу "охватить в одном труде всю планетарную систему, привести всё в гармонию, если это возможно, или же с уверенностью заявить о существовании пока неизвестных причин возмущений", работа над которой заняла его всю оставшуюся жизнь. Ле Верье начал с повторной оценки, до 7-го порядка, метода вычисления планетарных возмущений, известного как возмущающая функция. Это выведение, в результате которого было получено 469 математических членов, было завершено к 1849 году. Затем он собрал наблюдения за положениями планет, начиная с 1750 года. Изучение этих данных и исправление несоответствий с самыми новыми данными занимали его до 1852 года. Эти таблицы составляли фундаментальный эфемерид "Знания времени", астрономического альманаха Бюро долгот, вплоть до примерно 1912 года. Около этого времени работа Ле Верье по внешним планетам была пересмотрена и дополнена Гейо.

Прецессия Меркурия

Ле Верье начал изучать движение Меркурия еще в 1843 году, опубликовав доклад под названием Détermination nouvelle de l'orbite de Mercure et de ses perturbations (Новое определение орбиты Меркурия и его возмущений). (Среди других рассматриваемых объяснений была небольшая сплюснутость Солнца.) Успех в поиске Нептуна, основанный на возмущениях, которые он вызывал в орбите Урана, заставил астрономов всерьез рассмотреть это возможное объяснение, и гипотетической планете даже дали имя Вулкан. Однако, планета так и не была обнаружена, а аномальная прецессия в конечном итоге получила объяснение в рамках общей теории относительности.

Поздние годы

Методы управления Ле Верье не нравились сотрудникам Обсерватории, и разногласия достигли такой степени, что его отстранили в 1870 году. Его сменил Делоне, но Ле Верье был восстановлен в должности в 1873 году после случайной гибели Делоне. Ле Верье занимал этот пост до своей смерти в 1877 году. В 1837 году Ле Верье женился на Люсиль Клотильде Шоке и имел троих детей. Он умер в Париже, Франция, и был похоронен на кладбище Монпарнас. Над его могилой возвышается большой каменный небесный глобус. Его будут помнить по фразе, приписываемой Араго: "человек, открывший планету кончиком пера". В 1847 году он был избран членом Американского философского общества.