El astrónomo William Herschel descubrió a Urano en 1781. Fue el primer planeta que se descubrió a través de un telescopio y el primero que no había estado bajo observación constante desde la antigüedad . En los años posteriores a su descubrimiento, los astrónomos rastrearon el nuevo planeta con mucho cuidado. Descubrieron perturbaciones en su órbita, algunas de las cuales podrían explicarse por los efectos gravitacionales de planetas conocidos como Júpiter y Saturno, mientras que otros condujeron al descubrimiento del planeta hasta ahora desconocido Neptuno.

Dinámica del Sistema Solar

Cuando Urano fue descubierto, las leyes físicas que rigen la dinámica del sistema solar fueron muy bien entendidas. La única fuerza involucrada es la gravedad, que se puede combinar con las leyes del movimiento de Newton para proporcionar una descripción matemática completa de las órbitas planetarias. Las ecuaciones resultantes son extremadamente rigurosas, lo que permite predecir el movimiento de un planeta en el cielo con un alto grado de precisión. Esto ya se había hecho para los planetas previamente conocidos, y se hizo para Urano dentro de los dos años de su descubrimiento.

Discrepancias orbitales

Inicialmente, el movimiento de Urano parecía seguir las predicciones muy bien. Poco a poco, sin embargo, la ubicación observada del planeta comenzó a divergir de su posición esperada. En 1830, la discrepancia era más de cuatro veces el diámetro del planeta y ya no se podía ignorar. Una explicación, favorecida por algunos astrónomos, fue que la formulación de la gravedad de Newton estaba en error, lo que dio como resultado predicciones que eran aproximadas pero no precisamente correctas. La única otra posibilidad era que un objeto desconocido estaba orbitando en algún lugar en los confines del sistema solar.

Prediciendo un Nuevo Planeta

Los cálculos originales de la órbita de Urano tenían en cuenta la gravitación efectos de todos los objetos conocidos en el sistema solar. El efecto primario era del sol, pero había efectos perturbadores de los planetas gigantes Júpiter y Saturno. La discrepancia observada sugería que había otro gran planeta a la espera de ser descubierto más allá de la órbita de Urano. En teoría, la órbita de este planeta no descubierto podría calcularse con una precisión razonable basada en las perturbaciones observadas en la posición de Urano. Estos cálculos se llevaron a cabo en 1843 por un astrónomo inglés, John Couch Adams, pero lamentablemente su significado no fue reconocido en Inglaterra en ese momento.

El Descubrimiento de Neptuno

Cálculos muy similares a los de Adams fueron llevados a cabo por un científico francés, Urbain Le Verrier, poco después. Usando las figuras de Le Verrier, los astrónomos del Observatorio de Berlín descubrieron el planeta predicho en 1846, y posteriormente recibió el nombre de Neptuno. Tras el descubrimiento de Neptuno y hasta bien entrado el siglo XX, hubo controversia sobre si su existencia explicaba por completo las perturbaciones residuales en la órbita de Urano. Pero la mayoría de los astrónomos de hoy creen que este es realmente el caso.