ดาวเคราะห์ที่เกิดจากคณิตศาสตร์ถูก 'ลบ' โดยไอน์สไตน์

หลายร้อยปีก่อน นักวิทยาศาสตร์ สังเกตเห็นว่าวงโคจรของดาวยูเรนัสแตกต่างไปจากที่ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันทำนายไว้เล็กน้อย ในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 1846 อูร์แบง เลอ แวร์ริเย นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เสนอว่าความคลาดเคลื่อนนี้สามารถอธิบายได้ด้วยดาวเคราะห์ดวงอื่น และได้ทำนายเกี่ยวกับวงโคจรของเทห์ฟากฟ้าที่ไม่รู้จัก

เลอ แวร์ริเยไม่ได้สนใจที่จะค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ด้วยกล้องโทรทรรศน์มากเท่ากับที่เขาค้นพบมันทางคณิตศาสตร์ไปแล้ว ภารกิจการสังเกตการณ์นี้ได้รับมอบหมายให้กับโยฮันน์ ก็อตฟรีด กัลเล นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ในวันที่ 23 กันยายน ค.ศ. 1846 กัลเลได้สำรวจตำแหน่งที่เลอ แวร์ริเยทำนายไว้ว่าจะมีดาวเคราะห์ดวงใหม่อยู่ อย่างไรก็ตาม กัลเลต้องประหลาดใจเมื่อเขาไม่เห็นดาวเคราะห์ลึกลับดวงนี้ แต่กลับค้นพบดาวเนปจูนภายในระยะหนึ่งองศาจากตำแหน่งนั้น

ต่อมา เลอ แวร์ริเย ได้รับมอบหมายให้สำรวจดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่ง คือ ดาวพุธ เนื่องจากดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก จึงเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ที่สังเกตการณ์ได้ยากที่สุดในระบบสุริยะ เลอ แวร์ริเย ได้รับมอบหมายให้ประยุกต์ใช้ฟิสิกส์แบบนิวตันเพื่อกำหนดวงโคจรของดาวเคราะห์

อย่างไรก็ตาม เลอ แวร์ริเยร์ไม่ประสบความสำเร็จ เขาพยายามอย่างหนัก แต่วงโคจรที่เยื้องศูนย์ของดาวพุธกลับน่าฉงน ตามทฤษฎีของนิวตัน ดาวเคราะห์โคจรเป็นวงรีรอบดวงอาทิตย์ แต่จากการสังเกตการณ์พบว่าวงโคจรของดาวพุธมีความผันผวนมากกว่าแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ที่เรารู้จัก

เช่นเดียวกับดาวยูเรนัส เลอ แวร์ริเยเชื่อว่ามีดาวเคราะห์ดวงอื่นเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงเส้นทางของดาวพุธ ในที่สุดเขาจึงตั้งชื่อดาวเคราะห์ลึกลับดวงนี้ว่าวัลแคน ตามชื่อเทพเจ้าแห่งไฟของโรมัน

ในไม่ช้า นักดาราศาสตร์ก็เริ่มรายงานการสังเกตการณ์ดาววัลแคน รายงานแรกจัดทำโดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่น เอ็ดมงด์ โมเดสต์ เมื่อวันที่ 26 มีนาคม ค.ศ. 1859 เลอ แวร์ริเย คำนวณวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้โดยอิงจากการสังเกตการณ์ของโมเดสต์ เขาเชื่อว่าดาวเคราะห์ดวงนี้จะโคจรผ่านหน้า (ดาวเคราะห์ที่โคจรระหว่างดาวฤกษ์กับผู้สังเกตการณ์ เช่น เมื่อดาวพุธโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์และโลก) สองถึงสี่ครั้งต่อปี

เลอ แวร์ริเย ได้ปรับปรุงการคำนวณของเขาโดยอิงจากการสังเกตการณ์อื่นๆ แต่ยังไม่เคยมีการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์วัลแคนได้อย่างน่าเชื่อถือ การสังเกตการณ์ดาวเคราะห์หลายครั้งสามารถอธิบายได้ด้วยจุดดับบนดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ที่รู้จัก และดาวฤกษ์ใกล้เคียง

อย่างไรก็ตาม วัลแคนยังคงดำรงอยู่เป็นเวลา 70 ปี ในปี ค.ศ. 1879 สื่อมวลชนถึงกับรายงานว่าดาววัลแคนจะโคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ตามการคำนวณของธีโอดอร์ ฟอน ออปโพลเซอร์ นักดาราศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ไม่มีใครเห็นดาวเคราะห์ดวงนี้ ผู้คนค้นหาดาวเคราะห์ดวงนี้เกือบทุกๆ ครั้งที่เกิดสุริยุปราคาในช่วงเวลานั้น แต่ก็ไม่สามารถมองเห็นได้

ในที่สุด ดาวเคราะห์ที่เลอ แวร์ริเยสร้างขึ้นทางคณิตศาสตร์ก็ถูก "ลบ" ออกไปด้วยทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่ นั่นคือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีของไอน์สไตน์สามารถทำนายเส้นทางของดาวพุธได้โดยไม่มีดาวเคราะห์ดวงอื่นใดมามีอิทธิพลต่อมัน

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปชี้ให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากความโค้งของกาลอวกาศที่เกิดจากวัตถุมวลมาก โดยวัตถุที่อยู่ใกล้วัตถุมวลมากจะได้รับผลกระทบมากกว่า ทฤษฎีนี้สามารถอธิบายการสั่นไหวในวงโคจรของดาวพุธ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะชั้นนอกได้รับผลกระทบน้อยกว่าเนื่องจากอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า

ดังนั้น ทฤษฎีของไอน์สไตน์จึงสามารถอธิบายวงโคจรของดาวพุธ โลก ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ อีกมากมายได้โดยไม่ต้องพึ่งพาดาวเคราะห์ดวงอื่น การกำเนิดของทฤษฎีใหม่นี้ยังทำให้วัลแคนกลายเป็นอดีตไปแล้ว

ทูเทา (ตามข้อมูล วิทยาศาสตร์ IFL )