Cosmotheoros. Blog Zenona Roskala

Czy odkrycie Plutona było przypadkowe?

Odkrycia naukowe dają się racjonalizować. Ze współczesnej  perspektywy czasami wydają się ostatnim elementem ciągu przyczynowo powiązanych zdarzeń. Bywa jednak i tak, że odkrycie, które było przedstawione jako potwierdzenie teoretycznych przewidywań okazało się tylko wynikiem systematycznych poszukiwań i łutu szczęścia. Tak było z odkryciem Plutona. Odkrycie to  zostało przedstawione światu jako kolejny tryumf mechaniki newtonowskiej. Aplikacja praw tej  teorii miała doprowadzić do odnalezienia kolejnej planety w taki sam sposób w jaki został zaobserwowany Neptun.

Planeta X zaobserwowana!

Vesto Slipher (1875-1969), który jako pierwszy zaobserwował  – w obserwatorium Lowella – tzw. przesunięcie ku czerwieni widm ,,mgławic spiralnych” tym razem ogłosił światu, że program badawczy Lowella zapoczątkowany w 1905 roku został z sukcesem zakończony. Poszukiwana planeta X, która miała zaburzać ruch Urana i Neptuna wreszcie została zaobserwowana.

 

Percival Lowell in 1914, observing Venus in the daytime

with the 24-inch (61 cm) Alvan Clark & Sons refracting telescope at Flagstaff, Arizona

Dzień ogłoszenia odkrycia

Nieprzypadkowo na dzień ogłoszenia odkrycia Plutona wybrano 13 marca.W tym dniu w 1855 roku urodził się Percival Lawrence Lowell –  przedsiębiorca, ale i astronom-amator, który zdołał zgromadzić środki finansowe pozwalające mu na realizację  zaszczepionej w czasie studiów w Harvardzie idei.  W tym dniu w 1781 roku William Herschel (1738-1822) po raz pierwszy zauważył też obiekt, który okazał się planetą i został nazwany Uran.

Inspiracje Lowella

W 1876 roku Percival Lowell ukończył z wyróżnieniem na Harvardzie matematykę. Jednym z jego mistrzów był Benjamin Peirce (1809-1880), który był autorem tezy, zgodnie z która teoretyczna predykcja Neptuna przedstawiona przez  Le Verriera i Adamsa tylko przypadkowo pozwoliła na odkrycie planety, którą zaobserwowali 23 września 1846 roku Galle i d’Arrest. Chociaż odkrycie Neptuna współcześnie widzi się jako nieprzypadkowe w przeciwieństwie do odkrycia Plutona, to jednak wątpliwości na ten temat były sformułowane już w drugiej połowie XIX wieku.To właśnie Benjamin Peirce oraz Sears Cook Walker (1805-1853) zakwestionowali historię, którą także współcześnie powtarzają filozofowie jak to Le Verrier przy biurku odkrył nową planetę.

Dalej niż Le Verrier

Prestiż jaki zdobył francuski astronom w dziewiętnastowiecznej nauce dawał jednak nadzieję, że powtórzenie jego sukcesu jest możliwe. Więcej nawet. W opinii Peirce’a i Walkera prestiż ten był niezasłużony. Potrzeba było powtórzyć sukces Le Verriera, ale tak, aby nie było wątpliwości, że planeta została odkryta w miejscu, które dało się odnaleźć przy pomocy rachunków. Do tego właśnie dążył przez całe życie Percival Lowell i wydawało się, że cel ten w końcu został osiągnięty.

    Odkrycie nowej planety

Sukces przyszedł wkrótce po tym jak w obserwatorium Lowella został zatrudniony Clyde William Tombaugh  (1906-1997). W kwietniu 1929 roku Tombaugh zaczął porównywać zdjęcia obszaru nieba, w którym miała znajdować się poszukiwana planeta przy pomocy aparatu do porównywania fotografii zwanego komparatorem błyskowym (Blink-Comparator). https://airandspace.si.edu/stories/editorial/finding-pluto-blink-comparator

View of the “Blink Comparator” on loan from the Lowell Observatory in Flagstaff, Arizona, as seen in Exploring The Planets, Smithsonian National Air and Space Museum, National Mall Building, Washington, DC; May 18, 2015. [_MG_9841]

W dniu 18 lutego 1930 roku (dzień niniejszego wpisu przypada na dziewięćdziesiątą rocznicę tego wydarzenia) przy pomocy tego aparatu zauważył, że jedna z ,,gwiazd” 15 mag. przesunęła się.

Original plates from Clyde Tombaugh’s discovery of Pluto in Lowell Observatory Archive.

(Image credit: Lowell Observatory)

Młody astronom nie miał wątpliwości, że był to historyczny moment. Czy jednak była to poszukiwana przez Lowella planeta X?  Przede wszystkim aby zaburzyć orbitę Neptuna planeta X powinna być kilka razy bardziej masywna niż Ziemia. Lowell zakładał, że jej masa jest ok. 6,5 razy większa od masy Ziemi. To założenie okazało się fałszywe kiedy odkryto (1978) księżyc Plutona. Odkrycie to pozwoliło na wyznaczenie masy Plutona, ale już (w 1948) zredukowano oszacowanie Lowella dziesięciokrotnie.  Współczesne szacunki masy Plutona oscylują wokół wartości 0,015-0,02 masy Ziemi.

Kolejne wątpliwości

Dużą niewiadomą okazała się też masa Neptuna. Wielkość ta została precyzyjnie wyznaczona dopiero w 1989 roku. Okazało się wówczas, że masa Neptuna jest o pół procenta mniejsza niż przyjmował Lowell. Perturbacje w ruchu Neptuna okazały się być skutkiem błędów pomiarowych a nie skutkiem grawitacyjnego oddziaływania nieznanej planety. Zaburzenia orbity Urana, podobnie jak i perturbacje w ruchu Neptuna, nie mogła powodować planeta, której masa stanowiła tylko ułamek masy Ziemi dlatego w czasie kiedy masa Plutona nie była wyznaczona z bezpośrednich pomiarów sugerowano, że gęstość nowoodkrytej planety może być większa niż średnia gęstość nie tylko tzw. gazowych olbrzymów (Saturn ma gęstość mniejszą niż gęstość wody), ale także planet skalistych.  Warto jeszcze dodać, że Lowell – podobnie jak i Le Verrier i Adams – w celu wyznaczenia orbity postulowanej planety posługiwali się tzw. regułą Titiusa-Bodego, która nie ma statusu prawa nauki.  Odkrycie Plutona nie było zatem kolejnym sukcesem teoretycznych predykcji, ale wynikiem sukcesywnych badań empirycznych!

Odkrycie Plutona w interpretacji filozofów

W opinii filozofów odkrycie Neptuna i przede wszystkim odkrycie Plutona to przykłady tryumfu teorii nad empirią. W książce na temat filozofii A. N. Whiteheada (Whitehead and God: Prolegomena to Theological Reconstruction, s. 7) Laurence Wilmot zauważa, że według Whiteheada pomiędzy nauką i metafizyką zachodzi stała interakcja, w której wyobraźnia pełni fundamentalną rolę. Ilustracją tej tezy jest właśnie odkrycie Plutona. W tym kontekście Wilmot przywołuje cytat z książki  Whiteheada (Adventures of Ideas, s. 163-164) ,,[…] spekulatywne wychodzenie poza bezpośrednią obserwację daje trochę nadziei metafizyce”. W nauce oczywiście zdarzają się spekulacje i program badawczy Lowella jest tego dobrym przykładem, ale odkrycie Plutona nie jest dobrą ilustracją tezy, zgodnie z która to siła teorii naukowej dostarcza nauce nowych odkryć.

Print Friendly, PDF & Email
Zapraszam na
Latest posts by Zenon Roskal (see all)

6 thoughts on “Czy odkrycie Plutona było przypadkowe?

  1. Jak już zniszczyłeś jeden znakomity przykład, który ma zastosowanie na wykładach z filozofii nauki, to mógłbyś znaleźć jakiś inny na jego miejsce. Bo jak tu teraz mówić studentom? Że rozwój nauki najlepiej obrazuje powiedzenie “trafiło się jak ślepej kurze ziarno”?

    A teraz poważnie: Tombaugh jednak znalazł Plutona mniej więcej tam, gdzie Lowell przewidział ćwierć wieku wcześniej. Czy po uwzględnieniu dzisiejszych precyzyjnych danych co do mas planet i ich położeń to miejsce byłoby zupełnie inne? Bo tylko wtedy Twój wniosek o przypadkowości odkrycia Plutona byłby uzasadniony. A ja byłbym ciekawy, gdybyś zbadał zarzuty tych dwóch dżentelmenów, którzy twierdzili, że Leverrierowi też się przypadkiem udało przewidzieć położenie planety transuranowej. Co prawda, Neptun leży w odległości niezgodnej z prawem (niech będzie: regułą) Titiusa-Bodego, ale miejsce na sferze niebieskiej chyba było idealnie wyznaczone, skoro Galle już pierwszej nocy Neptuna zaobserwował?

    1. Rozwój nauki nie zawsze obrazuje powiedzenie “trafiło się jak ślepej kurze ziarno”, ale przypadek odkrycia Plutona podpada pod to przysłowie. Clyde Tombaugh jednak nie ,,znalazł Plutona mniej więcej tam, gdzie Lowell przewidział ćwierć wieku wcześniej”, Chociaż fraza partykułowa ,,mniej więcej” jest na tyle nieprecyzyjna, że w ostateczności taką tezę można zaakceptować. Wątpliwości pojawiają się nie tylko dlatego, że przewidziana teoretycznie pozycja Plutona różniła się ponad sześć stopni kątowych od pozycji, w której nowa planeta została zaobserwowana, ale głównie dlatego, że poszukiwania (tylko w ostatniej fazie) trwały prawie rok! Jeżeli się coś dobrze określi na sferze niebieskiej to nie trzeba tego szukać rok czasu. Chociaż warto zauważyć, że już na samym początku poszukiwań w kwietniu 1929 roku, kiedy płyty fotograficzne przeglądał Lampland i Slipher a nie Tombaugh, któremu pozwolono to robić dopiero od września tego roku – jak się później okazało – Pluton został sfotografowany, ale nie został rozpoznany, głównie dlatego, że szukano obiektu o dwie wielkości gwiazdowe jaśniejszego. Tak też nie tylko chodzi o to, że Lowell z bardzo małą precyzją wyznaczył pozycję hipotetycznej planety, ale przede wszystkim o to, że błędnie określił jasność poszukiwanego obiektu. Problem jest także w czym innym. Masa Plutona jest tak mała, że planeta ta nie może zaburzać ruchu Neptuna w istotny sposób. Szukanie perturbacji w ruchu Neptuna spowodowanych kolejną planetą nie mogło być programem badawczym, który zaowocował odkryciem Plutona! Dlatego nie masz racji pisząc, że mój wniosek o przypadkowości odkrycia Plutona byłby uzasadniony tylko wówczas, gdy ,,po uwzględnieniu dzisiejszych precyzyjnych danych co do mas planet i ich położeń to miejsce byłoby zupełnie inne’’. Plutona nie można było odnaleźć realizując program badawczy Lowella. Wiemy to jednak dopiero od czasu odkrycia Charona, który pozwolił wyznaczyć masę Plutona, ale już wcześniej to podejrzewano.
      W przypadku odkrycia Neptuna sytuacja jest bardziej złożona. Zarzuty stawiane Le Verrierowi przez Walkera i Peirce’a zostały dawno zbadane (m.in. H. M. Lai, C. C. Lam, and K. Young, Perturbation of Uranus by Neptune: A modern perspective, ,,American Journal of Physics’’ (1990) 58, 946). W artykule tym jego autorzy stawiają tezę, że zaburzoną orbitę Urana można było również opisać jako orbitę, która nie jest zaburzana, ale posiada zmodyfikowaną ekscentryczność. Przede wszystkim doceniają jednak to, że Peirce zauważył, że Neptun jest z Uranem w rezonansie (z dokładnością do 2 %) a to radykalnie zmienia teoretyczne predykcje dotyczące pozycji nieznanej planety. Jednakże tak się szczęśliwie złożyło w pierwszej połowie XIX wieku, dzięki znoszeniu się dwóch dominujących składowych w równaniu ruchu planety, że efekt związany z rezonansem praktycznie nie występował. Le Verrier i Adams oczywiście nie rozważali możliwości zachodzenia rezonansu pomiędzy orbitami Urana i Neptuna i dlatego w dużej mierze odkrycie Neptuna było jednak kwestią szczęścia. Wniosek zatem jest taki, że odkrycie Neptuna nie zależałoby od łutu szczęścia, gdyby predykcje zostały solidnie zrobione. Nawet w oparciu o dane, którymi astronomowie dysponowali w pierwszej połowie XIX wieku można było przewidzieć precyzyjnie pozycję nieznanej planety. Tak jednak się nie stało. Już w rok po odkryciu Neptuna było jasne, że nie porusza się on po orbicie, którą wyznaczyli teoretycznie Le Verrier (i Adams). Walker i Peirce mieli zatem rację. Ładnie to spuentował w 1847 roku – Astronom Królewski – George Airy: ,,Wydaje mi się, że historia od czasu odkrycia planety (Neptuna) jest bardziej ciekawa niż historia przed jej odkryciem’’.

      1. Bardzo dziękuję za obszerne wyjaśnienia. Został jeszcze jeden drobny problem związany z jednym zdaniem z tekstu głównego oraz dwoma zdaniami Twojej odpowiedzi. Oto te zdania:

        “Perturbacje w ruchu Neptuna okazały się być skutkiem błędów pomiarowych a nie skutkiem grawitacyjnego oddziaływania nieznanej planety.”
        i
        “Masa Plutona jest tak mała, że planeta ta nie może zaburzać ruchu Neptuna w istotny sposób. Szukanie perturbacji w ruchu Neptuna spowodowanych kolejną planetą nie mogło być programem badawczym, który zaowocował odkryciem Plutona!”

        Zdania te mogą sugerować, że Lowell przewidział położenie Plutona na podstawie perturbacji Neptuna.. Ale jeszcze w szkole średniej czytałem, że zarówno Neptuna jak i Plutona odkryto na podstawie perturbacji Urana. Mam te książki na półkach i znalazłem teraz odpowiedni fragment:

        “Historia odkrycia Plutona jest przykładem podziwu godnej wytrwałości. Wszystko zaczęło się od tego, że w 1905 r. badacz planet Percival Lowell doszedł do wniosku, iż pewne dodatkowe zakłócenia ruchu Urana wskazują na istnienie jeszcze jednej planety, krążącej poza orbitą Neptuna, i w tym samym roku rozpoczął poszukiwania na niebie w swym obserwatorium we Flagstaffie.” (Jan Gadomski, “Rodzina Słońca”, w: Stefan Piotrowski (red.), Astronomia popularna, WP, Warszawa 1967, s. 69; w wydaniu drugim ten fragment znajduje się na s. 75).

        Podobną myśl znajdujemy w podręczniku akademickim:

        “Odkrycie Neptuna w wyniku obliczeń perturbacji w ruchu Urana było wielkim triumfem mechaniki nieba, w szczególności ukoronowaniem newtonowskiej teorii ciążenia powszechnego. Należy jednak zaznaczyć, że masa planety okazała się znacznie mniejsza niż przewidywano. Podczas gdy z rachunku Leverriera wynikało, że masa planety pozauranowej powinna wynosić 32 masy Ziemi, a z rachunków Adamsa wynikało, że masa ta jest jeszcze większa (45 mas Ziemi), to rzeczywista jej masa obliczona z III prawa Keplera po odkryciu satelity Neptuna już w r. 1846, okazała się tylko 17 razy większa od masy Ziemi, Orbita Neptuna nie spełniała poza tym reguły Titiusa-Bodego, bo, […] połowa wielkiej osi tej orbity wynosi 30 jednostek astronomicznych, a nie 38,8, jak się tego spodziewano.
        Fakt, że perturbacje w ruchu Urana tylko częściowo mogły być spowodowane przyciąganiem ze strony Neptuna, skłonił astronomów XIX wieku do wyrażenia przypuszczenia, że poza Neptunem istnieje jeszcze dalsza planeta. Elementy jej były obliczane przez niektórych astronomów w XIX wieku i na początku XX wieku, dopiero jednak obliczenia amerykańskiego astronoma Percivala Lowella ogłoszone w 1915 r. doprowadziły po kilkunastu latach systematycznych poszukiwań do odkrycia w 1930 r. w założonym przez Lowella obserwatorium we Flagstaff nowej planety, której nadano nazwę Pluton. Nowo odkryta planeta okazała się obiektem bardzo słabym, zaledwie 15 wielkości, o masie znacznie mniejszej niż się tego spodziewano, a więc nie mogła wywoływać znaczniejszych perturbacji w ruchu Urana i Neptuna. Odkrycie tej niewielkiej pozaneptunowej planety mogło być przeto zbiegiem okoliczności. Wysuwane były przypuszczenia co do istniennia pozaplutonowej planetyt, ale próby jej [odkrycia] nie doprowadziły dotychczas do pozytrywnego wyniku.” (Eugeniusz Rybka, Astronomia ogólna, PWN, Warszawa 1968, s. 196).

        Mam jeszcze parę książek wydanych w tym okresie, ale już bez sprawdzania można wysnuć przypuszczenie, że wtedy uważano, że hipotezę o istnieniu planety pozaneptunowej wysuwano nie na podstawie perturbacji Neptuna, ale Urana. Nie wiem, co się twierdziło w później wydanych książkach, bo już zacząłem studiować filozofię i w rezultacie moja wiedza astronomiczna pochodzi sprzed 50 lat.

        1. Mój tekst na temat odkrycia Plutona, jak i moja odpowiedź na Twój komentarz, zawierają liczne uproszczenia. Cieszę się, że są osoby, które te uproszczenia wyłapują. Pełna, z podaniem wszystkich szczegółów, odpowiedź na kolejne wątpliwości musiałaby być objętości jednego arkusza wydawniczego. Dlatego dalej upraszając, ale zarazem dodając nowe szczegóły wyjaśnię dlaczego odkrycie Plutona było przypadkowe. Przede wszystkim chciałbym jednak zauważyć, że cytowane w Twoim komentarzu fragmenty pochodzą z prac popularyzujących odkrycie Plutona. One z konieczności także zawierają uproszczenia i to jest źródło Twoich pytań. Tak też nie chodzi o to, że prace te są stare, ale o to, że nie uwzględniają, często równie starych, specjalistycznych opracowań. Nowsze dane i opracowania to inna sprawa. Oczywiście, że poszukiwania planety transneptunowej miało na celu eliminację niezgodności przewidywań teoretycznych z wynikami obserwacji dotyczących ruchu Urana. Neptun nie usunął wszystkich tych rozbieżności. Były jednak problemy także z orbitą Neptuna, które jak się później okazało znikły w momencie kiedy poznano dokładną wartość masy Neptuna. Postulując istnienie kolejnej planety trzeba było uwzględnić jej oddziaływanie nie tylko z Uranem, ale także Neptunem a nawet (okresowo) z Saturnem. Trzeba było precyzyjnie znać przede wszystkim masy tych planet. Twierdzenie Gadomskiego, że wszystko zaczęło się w 1905 roku i chodziło głównie o Urana jest daleko idącym uproszczeniem. Poza tym w wyścigu o laur odkrywcy nowej planety nie uczestniczył tylko Percival Lowell. To kolejne grube uproszczenie. W wyścigu tym uczestniczył przede wszystkim William Henry Pickering (1858-1938), brat słynnego Edwarda Charlesa Pickeringa (1846-1919). Na temat jego wkładu w odkrycie Plutona znany historyk astronomii William Graves Hoyt napisał, prawie pół wieku temu, obszerny artykuł (W. H. Pickering’s Planetary Predictions and the Discovery of Pluto ,,Isis’’ 67, 1976, s. 551-564). Tam też można znaleźć (i porównać predykcje Lowella i Pickeringa). Jednakże sam Pickering wiele wyjaśnił w artykule (The discovery of Pluto, ,,Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” v. 91, 1931, s. 812-817). Pisze w nim, że przeciwieństwie do Lowella, który tylko zaadoptował metodę LeVerriera i Adamsa i wykorzystał tylko perturbacje w ruchu Urana on wykorzystał własną, oryginalną graficzną metodę i uwzględnił przede wszystkim perturbacje w ruchu Neptuna oraz oddziaływanie Saturna a perturbacje w ruchu Urana wykorzystał tylko w pierwszym kroku w celu określenia prowizorycznej orbity hipotetycznej planety (,,The writer employed a graphical method, invented by himself, which was much simpler and quicker, and which gave a much more accurate position of the unknown planet, as we shall see later. He employed the planet Neptune primarily, and only used Uranus, and temporarily Saturn, in a very secondary way, in order to deduce a provisional orbit”. Tamże, s. 813). To właśnie perturbacje w ruchu Neptuna pozwoliły mu na oszacowanie masy hipotetycznej planet na 0,7 masy Ziemi (o wiele lepsza prognoza niż Lowella!). Dlatego zarzut, że zdanie z mojego wpisu ,,Szukanie perturbacji w ruchu Neptuna spowodowanych kolejną planetą nie mogło być programem badawczym, który zaowocował odkryciem Plutona!” może sugerować, że ,,[…] Lowell przewidział położenie Plutona na podstawie perturbacji Neptuna” w świetle tego, co napisałem powyżej jest bezzasadny. Źródła, z których czerpałeś wiedzę są mętne i nie mogą stanowić podstawy do formułowania zarzutów do tekstu, który został przygotowany w oparciu o w pełni kompetentne opracowania. Starałem się nie przeładowywać tekstu tak wieloma szczegółami, ale uproszczenia mają to do siebie, że generują nieporozumienia. Poza tym warto jeszcze dodać, że w wyścigu o odkrycie planety X uczestniczyli także inni, nie tylko amerykańscy astronomowie, i dlatego po odkryciu Plutona sprawa stała się tak bardzo gorąca. Stąd też brały się zarzuty (,,We must therefore regard the fact that it was found near the predicted place as purely accidental’’), że odkrycie było przypadkowe (Ernest W. Brown (1866-1938), On the Predictions of Trans-Neptunian Planets from the Perturbations of Uranus, ,,Proceedings of the National Academy of Sciences’’, 1930, 16, ss. 364-371.). Na fali wzmożonego zainteresowania nowo-odkrytym obiektem wysuwano nawet przypuszczenia, że nie jest to planeta a tylko kometą. Oczywiście wkrótce przekonano się, że Pluton jest jednak planetą jednak wątpliwości co do przypadkowości jego odkrycia pozostały. W 1941 roku temu zagadnieniu poświęcił wiele uwagi pracujący we Francji Vladimir Kourganoff (1912-2006). Jego zdaniem zarzuty Browna są bezzasadne. Zgodnie z jego stanowiskiem “Pluto was ‘discovered’ in 1915 by Lowell and ‘re-discovered’ in 1919 by Pickering by the methods of celestial mechanics, before its ‘physical’ discovery by Tombaugh [in 1930] at the Lowell Observatory’’ ( G. Reaves, Kourganoff’s Contributions to the History of the Discovery of Pluto, ,,Publications of the Astronomical Society of the Paciffc’’, 1951, 63, s. 60). Warto jeszcze dodać, że poszukiwania, które zaczęły się w 1906 roku (trwały zatem ok. ćwierć wieku, ale z przerwą trzynastu lat, zaś finał to był ten jeden rok, o którym pisałem w swoim artykule) – jak się później okazało – zostały zwieńczone powodzeniem jeszcze za życia Lowella! Na dwóch płytach fotograficznych zrobionych (19 marca i 7 kwietnia) w 1915 roku (i oglądanych zapewne przez Lowella i Lamplanda) znaleziono później Plutona. Fakt ten najlepiej ilustruje tezę, zgodnie z którą predykcja Lowella nie była na tyle precyzyjna, aby pozwolić na odkrycie nowej planety. Odkrycie to stało się możliwe dzięki systematycznym badaniom i wynalazkowi technicznemu komparatora błyskowego. Tego jednak nie piszą nie tylko Gadomski i Rybka, ale przede wszystkim filozofowie, którzy powtarzają banały za popularyzatorami nauki.

  2. Skoro Twój wpis na blogu i nasza wymiana opinii stały się sławne, że aż dr Zykubek zdecydował się poinformować o nich wszystkich kilkunastu członków sekcji Filozofii Przyrody, przytoczę jeszcze jeden fragment, który może zaciekawić kogoś zainteresowanego przypadkowymi odkryciami. Fragment ten pochodzi z książki: Otto Struve i Velta Zebergs, Astronomia XX wieku, PWN, Warszawa 1967 (oryginał wydany został w 1962 roku), s. 175–177:

    „Odkrycie Plutona
    Już w roku 1905 Lowell, na podstawie perturbacji w ruchu Urana, przewidział pozycję planety transneptunowej, nazwanej wtedy „planetą X”. Chodzi o to, że ruchu Urana nie można było całkowicie wytłumaczyć biorąc pod uwagę przyciąganie grawitacyjne Słońca i znanych planet; różnice miedzy ruchem obserwowanym i obliczonym zostały przypisane wpływowi planety poza Neptunem. Na podstawie tych różnic przewidziano masę i orbitę nieznanej, zakłócającej planety, jednakże pierwsze jej poszukiwania nie przyniosły skutku. Z bogatym materiałem obserwacji ruchu Urana i ulepszonymi metodami obliczeń Lowell nieustannie korygował przewidzianą pozycję planety. W dniu 13.I.1915 roku jego końcowa praca „Studium o planecie transneptunowej” została odczytana w Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk. W liście (14.XII.1914) Lowella do Lamplanda, który był głównie odpowiedzialny za poszukiwania nowej planety w Obserwatorium Lowella, widać poczucie humoru, Lowell pisał bowiem: „Przedstawiam moją pracę Akademii w dniu 13 stycznia i byłoby z Pana strony uprzejmością donieść w tymże dniu o rzeczywistym odkryciu” [20]. A jednak, jak pisze brat Percivala, A.L. Lowell” „Fakt, że planeta X nie została odkryta, bytl największym rozczarowaniem w jego życiu” [21].
    Lowell zmarł 12.XI.1916 roku. Po usilnych poszukiwaniach, w dniu 13.III.1930 roku ogłoszono o odkryciu planety w miejscu bliskim pozycji przewidzianej. Planetę znalazł asystent Obserwatorium Lowella C. Tombaugh, przeglądając za pomocą mikroskopu blyskowego fotografie uzyskane w dniach 23 i 29 stycznia 1930 roku. Oto co pisze na ten temat Tombaugh:

    „[…] przeglądnąwszy już czwartą część tej pary fotografii (obejmujących okolicę gwiazdy δ Bliźniąt), po południu 18 lutego 1930 roku nagle ujrzałem obrazy Plutona! Był to dla mnie wielki wstrząs, gdyż natura tego obiektu była jasna od pierwszego wejrzenia… Pośród około dwu milionów gwiazd przejrzanych do tej chwili, nie było niczego tak obiecującego… Szybko zostały znalezione obrazy Plutona na kliszach z 21 stycznia w pozycji zgodnej z ruchem obiektu obliczonym ze zdjęć z 23 i 29 stycznia. Zaraz potem zawiadomiłem dyrektora i innych pracowników obserwatorium, którzy przyszli, aby to zobaczyć na własne oczy” [22].

    Z ogłoszeniem o odkryciu wstrzymano się aż do jego potwierdzenia na późniejszych fotografiach. Oświadczenie opublikowano dopiero w rocznicę urodzin Lowella, uznając w ten sposób jego zasługi dla tego odkrycia. Warto zauważyć, że powstał później pewien spór o związek przewidywań Lowella z odkryciem Plutona. W grudniu 1930 roku H.N. Russell, najsławniejszy i najbardziej szanowany astronom amerykański w tym okresie, tak komentował tę sprawę:

    „Znaleziona obecnie orbita jest tak podobna do orbity przewidzianej przez Lowella,, na podstawie obliczeń sprzed 15 lat, że jest zupełnie niewiarygodne, aby zgodność ta była dziełem przypadku” [23].

    Kilka lat później jednak, kiedy oceniono, że masa Plutona jest znacznie mniejsza od przewidywanej przez Lowella, znany astronom–matematyk E.W. Brown, po wykonaniu drobiazgowych obliczeń i analizie danych używanych przez Lowella, doszedł do wniosku, że dane te nie wystarczały do obliczenia poprawnych elementów orbity. Russell pisał wówczas do A.L. Lowella:

    „Powstaje pytanie… dlaczego istnieje jednak planeta biegnaca po orbicie tak niesamowicie podobnej do tej, którą on (Percival Lowell) obliczył?…
    Nieuniknionym wydaje się być wniosek, że ta zgodność jest przypadkowa. Zaistnienie takiego szeregu koincydencji jest prawie niewiarygodne, ale wyniki uzyskane przez Browna nie dopuszczają innej możliwości…
    W każdym razie główna zasługa w odkryciu Plutona przypada sprawiedliwie Percivalowi Lowellowi. Jego metody analityczne były poprawne, jego głęboki entuzjazm był bodźcem w poszukiwaniach, i nawet po jego śmierci, natchnienie to kierowało pracą, która doprowadziła do odkrycia w obserwatorium przez niego założonym” [24].

    przypisy
    [20] A.L. Lowell, Biography of Percival Lowell, New York 1935, s. 192.
    [21] Ibid.
    [22] C. Tombaugh, Astronomical Society of the Pacific 1946, Leaflet nr 209.
    [23] H.N. Russell, Scientific American, cyt. przez A.L. Lowell, Biography…, s. 197.
    [24] H.N. Russell, Ibid.

    Na s. 176 książki Struvego i Zebergs znajdują się małe wycinki klisz z 23 stycznia i 29 stycznia, na których Tombaugh odkrył w dniu 18 lutego 1930 roku planetę Pluton. A na s. 177 jest rysunek Układu Słonecznego z planetami od Jowisza i dalej, na którym porównano orbity Plutona z obliczoną przez Lowella orbitą planety X. Widać, że w okolicach roku 1905, kiedy Lowell dokonywał obliczeń, obie orbity się pokrywają. W 1930 już się różnią, ale niewiele. Największa różnica będzie ok. roku 2050.

    1. Dziękuję za ta uzupełnienia. Muszę jednak zauważyć, że cytowana opinia H. N. Russella była stronnicza. Po pierwsze nie jest tak, że orbita wyznaczona przez Lowella była bardzo podobna do orbity Plutona. Niektóre parametry rzeczywiście były zbieżne (m.in. mimośród: predykcja Lowella 0,202, faktyczna 0,2488), ale inny różniły się zasadniczo (inklinacja: Lowell prognozował inklinacje tylko na 10 stopni kątowych a faktycznie inklinacja wynosi 17,16 stopni kątowych. Największym błędem była jednak prognozowana przez Lowella masa planety X na 6,6 masy Ziemi (faktycznie masa Plutona to tylko 0,002009 masy Ziemi). Większość astronomów amerykańskich była stronnicza podobnie jak stronniczy byli astronomowie angielscy w sprawie odkrycia Neptuna przez Adamsa. Najbliżej prawdy w sprawie odkrycia Plutona był Armin Otto Leuschner (1868-1953) – amerykański astronom (urodził się i pracował w USA), ale z niemieckimi korzeniami. Już w 1932 roku sugerował (THE ASTRONOMICAL ROMANCE OF PLUTO, ,,PUBLICATIONS OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF THE PACIFIC” 44, 1932, s. 213), że odkryty w obserwatorium Lowella obiekt bardziej podobny jest do planetoid niż do planet (,,It may then have to pass into the class of objects known as minor planets, the largest of which, Ceres, has a mass considerably less than one one-thousandth that of the Earth. But we are not quite so sure any more whether we should call an object a comet or a minor planet, even if the object shows all the characteristics of the former and none of the latter”.), ale wówczas nikt go nie słuchał. Dopiero w 2006 roku uwaga ta znalazła właściwą odpowiedź w postaci zakwalifikowania Plutona do obiektów Pasa Edgewortha-Kuipera, ale stało się tak dopiero wówczas, gdy zostały odkryte bardziej masywne niż Pluton obiekty transneptunowe ((136199) Eris).

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.