سیاره‌ی نهم؛ یاد‌آور آزمون‌ بزرگ گرانش نیوتون

چهارشنبه‌ی گذشته خبر احتمال وجود سیاره‌ای بزرگ در دوردست‌های منظومه‌ی شمسی را شنیدیم. خبری که در آن گفته شد دو نفر از مشهورترین دانشمندان سیاره‌شناس به نام «باتیگین» و «براون» در یک مقاله، شواهدی ارائه کرده‌اند که با دقتی کم‌سابقه وجود سیاره‌ای بزرگ و ناشناخته در منظومه‌ی شمسی را پیش‌بینی می‌کند. این قوی‌ترین نظریه‌ای است که طی چند دهه‌ی گذشته درباره‌ی وجود سیاره‌ای در مرزهای بیرونی منظومه‌ی شمسی ارائه شده است.

شواهد باتیگین و براون برای اثبات وجود سیاره‌ی نهم منظومه‌ی شمسی خیلی جالب است. آن‌ها می‌گویند مدار ۶ جرم سنگی در دوردست‌های منظومه‌ی شمسی به شکلی است که از تاثیرگذاری گرانشی یک سیاره‌ی بزرگ روی آن‌ها خبر می‌دهد. نوعی تاثیرگذاری که باعث می‌شود حضیض خورشیدی همه‌ی این اجرام خیلی نزدیک به هم باشد و اصطلاحا این اجرام در قسمتی از مدار خود خوشه‌ای شوند.

این اولین بار نیست که با چنین روشی می‌توانیم یک سیاره‌ی جدید پیدا کنیم. از زمانی که سیاره‌ی اورانوس در سال ۱۷۸۱ کشف شد، ستاره‌شناسان متوجه شده بودند که مدار آن دقیقا منطبق بر پیش‌بینی‌هایی که با استفاده از قوانین گرانش نیوتونی شده بود، نیست. با رصدهای دقیق‌تر، این فرض مطرح شد که شاید سیاره‌ی دیگری فراتر از اورانوس وجود دارد که اثرات گرانشی آن منجر به برهم خوردن مدار اورانوس می‌شود. محاسبات دقیق با استفاده از گرانش نیوتونی، مدار دقیق سیاره‌ی فرضی را مشخص کرد و ستاره‌شناسان توانستند در سال ۱۸۴۶ آن را با تلسکوپ ببینند. آن‌ها نام این سیاره را نپتون گذاشتند. این سخت‌ترین آزمونی بود که گرانش نیوتونی توانست از آن سربلند بیرون بیاید. نظریه‌ی گرانشی که جهان شمول بود و می‌توانست به خوبی توضیح دهنده‌ی حرکت همه‌ی اجرام زمینی و سماوی باشد.

در اواخر قرن نوزدهم همین مشکل برای سیاره‌ی عطارد پیش آمد. آن‌چه از رصد حرکت عطارد دیده می‌شد دقیقا مطابق بر پیش‌بینی نظری با استفاده از گرانش نیوتونی نبود. بدین ترتیب باز دانشمندان دست به کار شدند و با استفاده از قوانین گرانش نیوتون، وجود سیاره‌ای ناپیدا به نام «ولکان» را پیش‌بینی کردند. با این حال هرچه با تلسکوپ دنبال آن گشتند، چیزی پیدا نکردند. مسئله‌ی مدار ناهنجار عطارد تا زمان ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین در سال ۱۹۱۵ که دید ما نسبت به گرانش را دگرگون کرد حل نشده باقی ماند. نسبیت عام به خوبی توانست مدار عطارد را بدون نیاز به سیاره‌ای دیگر پیش‌بینی کند و بگوید که مدار آن هیچ عیبی ندارد. گرانش نیوتون که زمانی توانسته بود وجود نپتون را پیش‌بینی کند و به سنگ بنای کیهان‌شناسی ما تبدیل شود، حالا دست کم یک «نظریه‌ی جایگزین شده» بود. نظریه‌ی جایگزین شده‌ای که همچنان کاربردیست و به خوبی از پس بیشتر محاسبات ما درباره‌ی جرم‌های کوچک و سرعت‌های کم بر می‌آید. به این دلیل که دقت کافی برای بیشتر محاسبات ما را دارد و کار کردن با آن ساده‌تر است.

حالا در نظریه‌ی جدید وجود سیاره‌ی ایکس در دوردست‌های منظومه‌ی شمسی درست داریم به همان روشی عمل می‌کنیم که در قرن نوزدهم به کار بستیم؛ همان روش که تاییدی بود بر حقانیت معادلات گرانش نیوتون. دوباره از روی حرکت عجیب جرم‌هایی که نمی‌توانیم به سادگی حرکت مداریشان را توضیح دهیم، با تلسکوپ در جستجوی سیاره‌ای جدید برای منظومه‌ی شمسی هستیم. سیاره‌ای که می‌تواند دوباره تعداد سیارات منظومه‌ی شمسی را به ۹ عدد برساند.