Urbain Le Verrier

Urbain Jean Joseph Le Verrier FRS (FOR) HFRSE (francés: [yʁbɛ̃ ʒɑ̃ ʒɔzɛf lə vɛʁje]; 11 de marzo de 1811 - 23 de septiembre de 1877) fue un astrónomo y matemático francés que se especializó en la mecánica celeste y es mejor conocido por predecir la existencia y posición de Neptuno usando solo matemáticas. Los cálculos se realizaron para explicar las discrepancias con la órbita de Urano y las leyes de Kepler y Newton. Le Verrier envió las coordenadas a Johann Gottfried Galle en Berlín y le pidió que las verificara. Galle encontró a Neptuno la misma noche en que recibió la carta de Le Verrier, a 1° de la posición predicha. El descubrimiento de Neptuno es ampliamente considerado como una validación dramática de la mecánica celeste y es uno de los momentos más notables de la ciencia del siglo XIX.

Biografía

Estatua de Le Verrier en el Observatorio de París

Primeros años

Le Verrier nació en Saint-Lô, Manche, Francia, en una modesta familia burguesa, siendo sus padres, Louis-Baptiste Le Verrier y Marie-Jeanne-Josephine-Pauline de Baudre. Estudió en la École Polytechnique. Estudió brevemente química con Gay-Lussac, escribiendo artículos sobre las combinaciones de fósforo e hidrógeno, y fósforo y oxígeno. Luego se cambió a la astronomía, particularmente a la mecánica celeste, y aceptó un trabajo en el Observatorio de París. Pasó la mayor parte de su vida profesional allí y eventualmente se convirtió en el Director de esa institución, de 1854 a 1870 y nuevamente de 1873 a 1877.

En 1846, Le Verrier se convirtió en miembro de la Academia de Ciencias de Francia y, en 1855, fue elegido miembro extranjero de la Real Academia de Ciencias de Suecia. El nombre de Le Verrier es uno de los 72 nombres inscritos en la Torre Eiffel.

Carrera

Trabajo temprano

El primer trabajo astronómico de Le Verrier fue presentado a la Académie des Sciences en septiembre de 1839, titulado Sur les variaciones séculaires des orbites des planètes (Sobre las variaciones seculares de las órbitas de los planetas). Este trabajo abordó la pregunta más importante en astronomía en ese momento: la estabilidad del Sistema Solar, investigada por primera vez por Laplace. Pudo derivar algunos límites importantes sobre los movimientos del sistema, pero debido a las masas de los planetas que no se conocían con precisión, sus resultados fueron provisionales.

De 1844 a 1847, Le Verrier publicó una serie de trabajos sobre cometas periódicos, en particular los de Lexell, Faye y DeVico. Pudo mostrar algunas interacciones interesantes con el planeta Júpiter, demostrando que ciertos cometas eran en realidad la reaparición de cometas previamente conocidos lanzados en diferentes órbitas.

Descubrimiento de Neptuno

Firma de M. LeVerrier

El logro más famoso de Le Verrier es su predicción de la existencia del entonces desconocido planeta Neptuno, utilizando únicamente observaciones matemáticas y astronómicas del conocido planeta Urano. Animado por el físico Arago, director del Observatorio de París, Le Verrier se dedicó intensamente durante meses a cálculos complejos para explicar las pequeñas pero sistemáticas discrepancias entre la órbita observada de Urano y la predicha por las leyes de la gravedad de Newton. Al mismo tiempo, pero desconocido para Le Verrier, John Couch Adams hizo cálculos similares en Inglaterra. Le Verrier anunció públicamente su posición final prevista para el perturbador planeta invisible de Urano a la Academia Francesa el 31 de agosto de 1846, dos días antes de que la solución final de Adams fuera enviada por correo privado al Observatorio Real de Greenwich. Le Verrier transmitió su propia predicción el 18 de septiembre en una carta a Johann Galle del Observatorio de Berlín. La carta llegó cinco días después, y el planeta fue encontrado con el refractor Berlin Fraunhofer esa misma tarde, 23 de septiembre de 1846, por Galle y Heinrich d'Arrest dentro de 1° de la ubicación prevista cerca del límite entre Capricornio y Acuario.

Hubo, y hasta cierto punto todavía hay, controversia sobre la distribución del crédito por el descubrimiento. No hay ambigüedad en las afirmaciones de descubrimiento de Le Verrier, Galle y d'Arrest. El trabajo de Adams se inició antes que el de Le Verrier, pero se terminó más tarde y no estaba relacionado con el descubrimiento real. Ni siquiera se publicó el relato más breve de los elementos orbitales predichos por Adams hasta más de un mes después de la confirmación visual de Berlín. Adams reconoció públicamente la prioridad y el crédito de Le Verrier (sin olvidar mencionar el papel de Galle) cuando entregó su artículo a la Royal Astronomical Society en noviembre de 1846:

Menciono estas fechas simplemente para mostrar que mis resultados fueron llegados de forma independiente, y antes a la publicación de los de M. Le Verrier, y no con la intención de interferir con sus justas reivindicaciones a los honores del descubrimiento; porque no hay duda de que sus investigaciones fueron publicadas por primera vez al mundo, y condujo al descubrimiento real del planeta por el Dr. Galle, para que los hechos mencionados anteriormente no puedan deducir, en el más mínimo grado, desde el M.

—Adams (1846)

Tablas de los planetas

A principios del siglo XIX, los métodos para predecir los movimientos de los planetas estaban algo dispersos, ya que fueron desarrollados durante décadas por muchos investigadores diferentes. En 1847, Le Verrier se dio a la tarea de "... abarcar en una sola obra todo el sistema planetario, ponerlo todo en armonía si es posible, de lo contrario, declarar con certeza que existen causas aún desconocidas de las perturbaciones...", un trabajo que lo ocuparía por el resto de su vida.

Le Verrier comenzó reevaluando, hasta el séptimo orden, la técnica de cálculo de las perturbaciones planetarias conocida como función perturbadora. Esta derivación, que dio como resultado 469 términos matemáticos, se completó en 1849. Luego recopiló observaciones de las posiciones de los planetas desde 1750. Examinarlas y corregir las inconsistencias con los datos más recientes lo ocupó hasta 1852.

Le Verrier publicó, en los Annales de l'Observatoire de Paris, tablas de los movimientos de todos los planetas conocidos, y las publicó a medida que las completaba, a partir de 1858. Las tablas formaron las efemérides fundamentales del Connaissance des Temps, el almanaque astronómico del Bureau des Longitudes, hasta alrededor de 1912. Por esa época, el trabajo de Le Verrier sobre los planetas exteriores fue revisado y ampliado por Gaillot.

Precesión de Mercurio

La tumba de Urbain Le Verrier.

Le Verrier comenzó a estudiar el movimiento de Mercurio ya en 1843, con un informe titulado Détermination nouvelle de l 'orbite de Mercure et de ses perturbations (A New Determination of la Órbita de Mercurio y sus Perturbaciones). En 1859, Le Verrier fue el primero en informar que la lenta precesión de la órbita de Mercurio alrededor del Sol no podía explicarse por completo mediante la mecánica newtoniana y las perturbaciones de los planetas conocidos. Sugirió, entre las posibles explicaciones, que podría existir otro planeta (o quizás, en su lugar, una serie de 'corpúsculos' más pequeños) en una órbita incluso más cercana al Sol que la de Mercurio, para explicar esta perturbación. (Otras explicaciones consideradas incluyeron un ligero achatamiento del Sol.) El éxito de la búsqueda de Neptuno basada en sus perturbaciones de la órbita de Urano llevó a los astrónomos a confiar en esta posible explicación, y el hipotético planeta incluso se llamó Vulcano. Sin embargo, nunca se encontró tal planeta, y la precesión anómala finalmente fue explicada por la teoría de la relatividad general.

Vida posterior

Los métodos de gestión de Le Verrier no fueron del agrado del personal del Observatorio, y las disputas llegaron a ser tan grandes que fue expulsado en 1870. Delaunay lo sucedió, pero fue reinstalado en 1873 después de que Delaunay se ahogara accidentalmente. Le Verrier ocupó el cargo hasta su muerte en 1877.

Le Verrier se casó con Lucille Clotilde Choquet en 1837 y tuvo 3 hijos. Murió en París, Francia y fue enterrado en el cementerio de Montparnasse. Un gran globo celestial de piedra se sienta sobre su tumba. Será recordado por la frase atribuida a Arago: "el hombre que descubrió un planeta con la punta de su pluma".

En 1847, fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense.

Honores

• Medalla de oro de la Royal Astronomical Society – 1868 y 1876
• Namesake de cráteres en la Luna y Marte, un anillo de Neptuno, y el asteroide 1997 Leverrier
• Uno de los 72 nombres grabados en la Torre Eiffel