Hải Vương tinh được phát hiện như thế nào?

Năm 1781 William Hershel phát hiện được hành tinh thứ 7 của Hệ Mặt trời và hành tinh này được gọi là Thiên Vương tinh. Sau khi thu thập được đủ số liệu quan sát cần thiết về các vị trí xuất hiện của hành tinh mới này người ta tiến hành tính toán để xác định quỹ đạo của nó. Nhưng mọi cố gắng đều không thành công. Kể cả khi đã xét đến ảnh hưởng tác động của Mộc tinh và Thổ tinh nhưng kết quả thu được đều sai khác so với các vị trí quan sát. Do vậy lúc bấy giờ một số nhà thiên văn tỏ ra hoài nghi định luật hấp dẫn của Newton , cho rằng định luật này không thể áp dụng cho các vật nằm cách xa Mặt Trời. Người ta liền đề xuất nhiều giả thuyết khác nhau nhằm lí giải sự sai khác nói trên, chẳng hạn như giả thuyết về sự tồn tại các đám bụi vật chất xuất hiện gần đấy đã ảnh hưởng đến chuyển động của Thiên Vương tinh,v.v...

Nhưng nửa đầu thế kỉ 19 một người Anh tên là F.C. Adams (1819 – 1892) và một người Pháp tên là U.J.J.Le Verrier (1804 – 1877) lại chọn một giải pháp khác. Tuy không quen biết nhau, nhưng cả hai ông đều cho rằng nguyên nhân gây ra nhiễu loạn trong chuyển động của Thiên Vương tinh là sự có mặt của một hành tinh khác chưa biết, còn nằm xa Mặt Trời hơn nữa, tức là bên ngoài Thiên Vương tinh và họ quyết định bắt tay vào giải bài toán khó này. Cụ thể là họ muốn xác định vị trí của hành tinh chưa biết trên cơ sở những nhiễu động đã quan sát được trong chuyển động của Thiên Vương tinh.

Adams đã kết thúc tính toán sớm hơn và ông đã cố gắng thuyết phục các nhà thiên văn làm việc tại Đài thiên văn Greenwich, đề nghị họ dùng kính viễn vọng để tìm kiếm thiên thể dự đoán tại lân cận vị trí theo tính toán của ông. Nhưng các nhà thiên văn này không tin vào kết quả tính toán của Adamsvà họ đã không tiến hành quan sát. Còn về Le Verrier, tuy việc tính toán có tiến triển chậm nhưng, nhưng lại gặp may mắn hơn. Tháng 9 năm 1846, ông gửi cho Johann Galle, nhà thiên văn làm việc tại Đài thiên văn Berlin , một lá thư trình bày những kết quả tính toán của ông. Nhận được lá thư trên, ngày 23 tháng 9, Galle bắt tay ngay vào việc săn tìm và vào nửa đêm hôm đó ông đã quan sát được một thiên thể mới chỉ cách vị trí của Le Verrier có 52 phút góc.

Kết quả quan sát được nhanh chóng xác minh và người ta đã đặt tên cho hành tinh mới phát hiện được này là Hải Vương tinh. Việc chỉ dùng bút và giấy mà phát hiện cả một hành tinh mới đã làm chấn động dư luận thế giới và chứng tỏ sức mạnh tiên đoán vĩ đại của định luật hấp dẫn của Newton .

Về sau, cuộc săn tìm các hành tinh khác chuyển động bên ngoài quỹ đạo của Hải Vương tinh cũng đã diễn ra tương tự. Ví dụ, nhà thiên văn Mỹ Percival Lowell sau khi phân tích những nhiễu động trong chuyển động của Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh đã xác định được quỹ đạo của một hành tinh mới nữa. Chính Lowell đã bỏ tiền ra xây dựng một Đài thiên văn để trực tiếp quan sát hành tinh này, nhưng việc tìm kiếm của ông đã không thành công. Năm 1930 (tức là sau khi Lowellqua đời 14 năm) Clyde Tombaugh thuộc Đài thiên văn Lowell đã tìm ra hành tinh thứ 9, tạm coi là hành tinh cuối cùng của Hệ Mặt Trời. Đó là Diêm Vương Tinh.

Những kết quả quan sát chuyển động của các hành tinh cho thấy có sự sai lệch rất ít với những tính toán dựa trên cơ học thiên thể của Newton . Chính Le Verrier cũng là nhà khoa học đầu tiên đã khẳng định điều đó trong hiện tượng dịch chuyển của điểm cận nhật của Thủy tinh. Lúc đầu người ta cố gắng tìm cách giải thích sự sai khác này là do sự có mặt của một hành tinh khác, được gọi là “Sao Núi lửa”, có quỹ đạo nằm gần Mặt Trời hơn Thủy tinh. Nhưng giả thuyết đó không đúng. Cuối cùng vấn đề chuyển động của điểm cận nhật của Thủy tinh đã được giải thích một cách thỏa đáng trên cơ sở Thuyết tương đối rộng của Einstein và đấy cũng là một bằng chứng khẳng định thành công của lý thuyết vĩ đại này.