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खगोलशास्त्री विलियम हर्शल ने 1781 में यूरेनस की खोज की थी। यह एक ऐसा पहला ग्रह था जिसे दूरबीन के माध्यम से खोजा गया था और पहला जो प्राचीन काल से निरंतर अवलोकन के अधीन नहीं था। इसकी खोज के बाद के वर्षों में, खगोलविदों ने बहुत सावधानी से नए ग्रह को ट्रैक किया। उन्होंने इसकी कक्षा में गड़बड़ियों की खोज की, जिनमें से कुछ को बृहस्पति और शनि जैसे ज्ञात ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण प्रभावों द्वारा समझाया जा सकता है, जबकि अन्य ने अज्ञात अज्ञात ग्रह नेप्च्यून की खोज का नेतृत्व किया।
सौर प्रणाली गतिशीलता
जब तक यूरेनस की खोज की गई, तब तक सौर मंडल की गतिशीलता को नियंत्रित करने वाले भौतिक कानून बहुत अच्छी तरह से समझ में आ गए थे। इसमें शामिल एकमात्र बल गुरुत्वाकर्षण है, जिसे ग्रहों की कक्षाओं के व्यापक गणितीय विवरण प्रदान करने के लिए न्यूटन के गति के नियमों के साथ जोड़ा जा सकता है। परिणामी समीकरण अत्यंत कठोर होते हैं, जिससे उच्च स्तर की सटीकता के साथ आकाश में एक ग्रह की गति की भविष्यवाणी की जा सकती है। यह पहले से ज्ञात ग्रहों के लिए पहले से ही किया गया था, और इसकी खोज के दो साल के भीतर यूरेनस के लिए किया गया था।
कक्षीय विसंगतियां
प्रारंभ में, यूरेनस की गति भविष्यवाणियों का अच्छी तरह से पालन करने के लिए प्रकट हुई। धीरे-धीरे, हालांकि, ग्रह का देखा गया स्थान अपनी अपेक्षित स्थिति से विचलन करना शुरू कर दिया। 1830 तक विसंगति ग्रह के व्यास से चार गुना से अधिक थी और अब इसे अनदेखा नहीं किया जा सकता है। कुछ खगोलविदों के पक्ष में एक स्पष्टीकरण यह था कि गुरुत्वाकर्षण का न्यूटन निरूपण त्रुटि में था, जिसके परिणामस्वरूप भविष्यवाणियां लगभग नहीं बल्कि ठीक ही हुई थीं। एकमात्र अन्य संभावना यह थी कि कोई अज्ञात वस्तु सौर मंडल की बाहरी पहुंच में कहीं परिक्रमा कर रही थी।
एक नए ग्रह की भविष्यवाणी
यूरेनस की कक्षा की मूल गणना ने सौर प्रणाली में सभी ज्ञात वस्तुओं के गुरुत्वाकर्षण प्रभावों को ध्यान में रखा। प्राथमिक प्रभाव सूर्य से था, लेकिन विशाल ग्रहों बृहस्पति और शनि से खतरनाक प्रभाव थे। देखी गई विसंगति ने सुझाव दिया कि यूरेनस की कक्षा से परे खोज किए जाने की प्रतीक्षा में एक और बड़ा ग्रह था। सिद्धांत रूप में, इस अनदेखे ग्रह की कक्षा की गणना यूरेनस की स्थिति में देखी गई गड़बड़ियों के आधार पर उचित सटीकता के साथ की जा सकती है। ये गणना 1843 में एक अंग्रेजी खगोलशास्त्री, जॉन काउच एडम्स द्वारा की गई थी, लेकिन दुर्भाग्य से उस समय इंग्लैंड में उनके महत्व को मान्यता नहीं मिली थी।
नेप्च्यून की खोज
कुछ ही समय बाद एडम्स के लोगों की गणना एक फ्रांसीसी वैज्ञानिक, उरबाइन ले वेरियर द्वारा की गई थी। ले वेरियर्स के आंकड़ों का उपयोग करते हुए, बर्लिन वेधशाला के खगोलविदों ने 1846 में भविष्यवाणी की गई ग्रह की खोज की, और बाद में इसे नेपच्यून का नाम दिया गया। नेप्च्यून और 20 वीं शताब्दी में अच्छी तरह से खोज के बाद, इस पर विवाद था कि क्या इसके अस्तित्व ने यूरेनस की कक्षा में अवशिष्ट गड़बड़ियों को पूरी तरह से समझाया। लेकिन आज ज्यादातर खगोलविदों का मानना है कि वास्तव में ऐसा ही है।