Isi
Astronom William Herschel menemukan Uranus pada tahun 1781. Itu adalah planet pertama yang ditemukan melalui teleskop dan yang pertama yang tidak pernah diamati secara konstan sejak zaman kuno. Pada tahun-tahun setelah penemuannya, para astronom melacak planet baru dengan sangat hati-hati. Mereka menemukan gangguan di orbitnya, beberapa di antaranya dapat dijelaskan oleh efek gravitasi dari planet-planet yang diketahui seperti Jupiter dan Saturnus, sementara yang lain mengarah pada penemuan planet Neptunus yang sampai sekarang tidak diketahui.
Dinamika Tata Surya
Pada saat Uranus ditemukan, hukum-hukum fisika yang mengatur dinamika tata surya sudah dipahami dengan baik. Satu-satunya kekuatan yang terlibat adalah gravitasi, yang dapat dikombinasikan dengan hukum gerak Newton untuk memberikan deskripsi matematis yang komprehensif tentang orbit planet. Persamaan yang dihasilkan sangat ketat, memungkinkan pergerakan sebuah planet melintasi langit diprediksi dengan tingkat akurasi yang tinggi. Ini sudah dilakukan untuk planet yang sebelumnya dikenal, dan itu dilakukan untuk Uranus dalam waktu dua tahun setelah penemuannya.
Perbedaan Orbital
Awalnya, gerakan Uranus tampak mengikuti prediksi dengan sangat baik. Namun, secara bertahap, lokasi yang diamati dari planet ini mulai menyimpang dari posisi yang diharapkan. Pada 1830 perbedaan itu lebih dari empat kali diameter planet ini dan tidak bisa lagi diabaikan. Salah satu penjelasan, yang disukai oleh beberapa astronom, adalah bahwa perumusan gravitasi Newton salah, menghasilkan prediksi yang kira-kira tetapi tidak tepat benar. Satu-satunya kemungkinan lain adalah bahwa objek tidak dikenal mengorbit di suatu tempat di luar jangkauan tata surya.
Memprediksi Planet Baru
Perhitungan asli orbit Uranus memperhitungkan efek gravitasi semua benda yang diketahui di tata surya. Efek utama adalah dari matahari, tetapi ada efek yang mengganggu dari planet raksasa Jupiter dan Saturnus. Perbedaan yang diamati menunjukkan bahwa ada sebuah planet besar lain yang menunggu untuk ditemukan di luar orbit Uranus. Secara teori, orbit planet yang belum ditemukan ini dapat dihitung dengan ketepatan yang masuk akal berdasarkan gangguan yang diamati pada posisi Uranus. Perhitungan ini dilakukan pada tahun 1843 oleh seorang astronom Inggris, John Couch Adams, tetapi sayangnya signifikansinya tidak diakui di Inggris pada saat itu.
Penemuan Neptunus
Perhitungan yang sangat mirip dengan perhitungan Adams dilakukan oleh seorang ilmuwan Prancis, Urbain Le Verrier, tidak lama setelah itu. Menggunakan angka-angka Le Verriers, para astronom di Observatorium Berlin menemukan planet yang diramalkan pada tahun 1846, dan kemudian diberi nama Neptunus. Menyusul penemuan Neptunus dan jauh ke abad ke-20, ada kontroversi mengenai apakah keberadaannya sepenuhnya menjelaskan gangguan residu dalam orbit Uranus. Tetapi sebagian besar astronom saat ini percaya bahwa memang inilah masalahnya.