2016-05-05

Planeten Vulcan

"Den av Lescarbault upptäckta intramerkuriala planeten" nämns i förbigående i Die Presse, 15 maj 1860.

Planeten Vulcan började som en hypotes. I mitten av 1800-talet fann man att Merkurius bana inte betedde sig riktigt riktigt som den borde enligt Newtons ekvationer. Skillnaden var inte stor men mätbar och odiskutabel.

Här visar och berättar Neil de Grasse Tyson om The Mysterious Orbit of Mercury (Youtube). Den skiftande banan är mycket kraftigt överdriven på illustrationen; i själva verket är rörelsen inte snabbare än 43 bågsekunder per århundrade, det är verkligen inte mycket (det går 3600 bågsekunder på en grad). Är inte detta det mest imponerande av allt: Att man i mitten av 1800-talet kunde slå fast att en så oerhört långsam rörelse var ett faktum?

Men vad skulle man göra när kartan och verkligheten skiljde sig åt? Nog innebar upptäckten att det var fel på Newtons ekvationer? Men de hade ju visat sig vara synnerligen exakta i alla andra sammanhang, inte minst när Neptunus upptäcktes (återkommer strax till den händelsen). En sannolikare förklaring var att en dittills oupptäckt himlakropp i närheten påverkade Merkurius.

Så långt är förloppet ett klassiskt exempel på hur vetenskap går till. Man ska aldrig vara helt säker på någonting; man ska alltid vara beredd att gå tillbaka och särskåda gamla sanningar och se om de verkligen håller. Å andra sidan är det en dålig idé att kasta ut teoribyggen vid minsta motgång. I detta fallet verkar, så vitt jag kan se, hypotesen om Vulcan ha varit den rätta vägen att gå.

En som var inblandad i räknandet och funderandet var den franske astronomen Urbain Le Verrier. Han hade varit med förr. Han och en kollega hade 1846, oberoende av varandra och praktiskt taget samtidigt, föreslagit att avvikelser i Uranus bana berodde på gravitationen från en dittills oupptäckt planet, och utifrån avvikelserna räknat ut var man skulle titta efter den nya planeten. Resultatet blev upptäckten av Neptunus och en av de finaste bekräftelserna av såväl Newtons gravitationsteori som kvalitén hos tidens astronomi.

Att förklara avvikelser i Merkurius bana på samma sätt var självklart. Det som återstod var att hitta den nya planeten. Problemet var att den var så nära solen. Man fick leta efter mörka prickar på solytan, eller passa på under totala solförmörkelser. Men många kände sig kallade, såväl proffs som amatörer.

I januari 1860 kungjorde Le Verrier att Vulcan observerats av läkaren och amatörastronomen Edmond Lescarbault. Vulcan fanns, den låg ca 20 miljoner km från solen (0,13 AU eller en fjärdedel av Merkurius avstånd) och hade en omloppstid på 20 dagar. Den uträknade hypotesen hade blivit bekräftad verklighet. Så som vetenskap ska fungera.

Idag vet vi att Vulcan inte finns. I själva verket var den hypotetiska planeten en fascinerande och lärorik blandning av god och dålig vetenskap: Först räknade man ut att den borde finnas medelst moderna vetenskapliga metoder, sedan lyckades man hitta den medelst vår urgamla ovetenskapliga vana att se det vi förväntar oss att se. I det här fallet torde solfläckar ha stått för nästan samtliga "observationer". (Att solfläckar för övrigt inte är mörka utan kraftigt lysande har jag tagit upp på faktoider.nu: Solfläckar.)

I de Grasse Tysons framställning får man intrycket att en enda observation gjordes av Vulcan och att det räckte med en enda protest (från en annan astronom som studerade solen samtidigt med ett bättre teleskop) för att avskriva den, åtminstone från seriösa sammanhang. Så gick det inte till. Under många år som följde rapporterades då och då om att någon sett något som kunde, borde eller måste vara Vulcan.
During the eclipse of 1878 two American observers, Professor Watson of Ann Arbor, Colorado, and Dr. Swift of Rochester, in Wyoming, observed what they believed to be several small intermercurial planets, but their claims were discredited by astronomers in general. Since then [eller snarare sedan 1859] careful search for the planet, which was named Vulcan, was made by astronomers in all parts of the world, but so far without success.
 - "Eclipse of old Sol causes excitement", The Spokane Press 30 augusti 1905

Det stora problemet med att avfärda Vulcan var att avvikelserna i Merkurius bana återstod att förklara. Så var läget fram till 1915 då Einstein lanserade den allmänna relativitetsteorin som beskrev gravitationen på ett helt nytt sätt. Det rörde sig snarare om en komplettering än en ersättning, Newtons ekvationer dög fortfarande för många ändamål, men ett fenomen som beskrevs mycket bättre hos Einstein var avvikelserna i Merkurius bana. Nu behövdes inte Vulcan längre. Det hade varit fel på kartan, trots allt; men det hade sannerligen inte varit någon enkel slutsats att dra.
Vulcan teaches us how hard it is to understand what nature is telling us, how hard it is to understand when nature says no. There’s this famous phrase that a single brute fact can undermine the most beautiful theory. But that’s not how it worked for Vulcan, and it’s still not how it works. Until you have a framework that allows you to see that there’s an alternative to what you thought before, you can’t easily assimilate new facts.
- Tom Levenson. författare till The Hunt for Vulcan (Random House 2015)

Källor & lästips:
För övrigt verkar det inte vara klarlagt varför Gene Roddenberry valde att kalla en av världarna i Star Trek för Vulcan. Kanske det var efter den hypotetiska planeten? Eller efter den romerske guden (jämför Romulus), eller något helt annat?

1 kommentar:

Erik Thompson sa...

Du borde verkligen referera till planeten som "Vulcanus", då detta utan skuggan av ett tvivel är vad den skulle ha hetat på svenska om den funnits och upptäckts. (Det är också så den omnämns i de svenskspråkiga böcker jag läst i ämnet.) Just saying :-)