Gökbilimci ve matematikçi Urbain Le Verrier, 1846 yılında daha önce insanlar tarafından görülmemiş bir gezegenin yerini bulmaya çalıştı.
Uranüs, Newton’un yerçekimi teorisinin öngördüğünden farklı bir hareket sergiliyordu. Farklılıklar küçük olmasına rağmen, Uranüs’ün gözlemlenen yörüngesi ile Newton fiziğinin onun yörüngesini tahmin etme şekli arasında bir fark vardı. Temmuz ayında Le Verrier, farkın Uranüs’ün ötesinde başka bir gezegenle açıklanabileceğini öne sürdü ve daha önce bilinmeyen bu cismin yörüngesine ilişkin tahminlerde bulundu.
Önce bir matematikçi, sonra da bir gökbilimci olarak, matematik hesaplamalarıyla bulduğu bu nesneyi artık teleskopla bulmakla ilgilenmiyordu ve onu arama görevi Alman gökbilimci Johann Gottfried Galle’ye düştü. 23 Eylül 1846’da Galle, Le Verrier’in gezegenin bulunması gerektiğini tahmin ettiği noktayı inceledi ve bu noktadan sadece 1 derece uzakta Neptün gezegeninin yer aldığını buldu.
Yeni hedef: Merkür
Newton’un yasalarını kullanarak yeni bir gezegen keşfeden Le Verrier, daha sonra Merkür’ü incelemeye başladı. Güneş’e çok yakın olan Merkür, Güneş Sistemimizde gözlemlenmesi en zor gezegen (eğer çok uzaklarda olabileceği tahmin edilen dokuzuncu gezegen, Gezegen X’i saymazsak) olarak dikkat çekiyor. Le Verrier, Newton fiziğini kullanarak Merkür’ün yörüngesini çizme görevini üstlendi.
Ancak bu çalışmasında pek başarılı olamadı. Bolca uğraşmasına rağmen Merkür’ün garip yörüngesi için bariz bir açıklama bulunmuyordu. Newton’un teorisine göre, gezegenlerin Güneş etrafında eliptik yörüngelerde hareket etmesi gerekiyor, ancak gözlemler Merkür’ün yörüngesinin bilinen diğer gezegenlerin uyguladığı yerçekimi ile açıklanabilecek olandan daha fazla yalpaladığını gösteriyordu.
Bu yüzden, Uranüs’te olduğu gibi, bu yörünge farkının da başka bir gezegenin Merkür’ün yolunu değiştirmesinden kaynaklandığına inanıyordu. Sonunda bu teorik gezegene Roma ateş tanrısının onuruna Vulcan adını verdi.
Vulcan gezegeni için arayış başlıyor
Çok geçmeden gökbilimciler bu gezegene ilişkin gözlemleri bildirmeye başladılar. Bunların ilki 26 Mart 1859’da, amatör bir gökbilimci olarak tanımlanabilecek Edmond Modeste tarafından yapıldı. Modeste, dokuz ay sonra Le Verrier’in çalışmasıyla ilgili bir makale gördükten sonra Le Verrier’i uyardı. Le Verrier, Modeste’nin gözlemlerine dayanarak, yılda iki ila dört kez geçiş yapacağına inandığı gezegenin tahmini yörüngesini hesapladı.
Diğer pek çok gökbilimci de Vulcan’ı gözlemlediklerini bildirdiler, ancak bunlar güneş lekeleri, bilinen gezegenler ve yakındaki yıldızların gözlemleriyle açıklanabilirdi. Le Verrier hesaplamalarını diğer gözlemlere dayanarak geliştirdi, ancak yine de somut olarak tanımlanabilecek yeni bir gezegen görülmedi.
Yine de bu teorik gezegen, yaklaşık 70 yıl boyunca "varlığını" sürdürdü. 1879’da gazeteler, saygın gökbilimci Theodor von Oppolzer’in hesaplamalarına dayanarak Vulcan'ın Güneş’in önünden geçeceğine dair haberler yayınladı. Ancak gezegen, aradan geçen zaman içerisinde sıklıkla aranmış olsa da hiç görülmedi.
Sonunda Le Verrier’in matematiğinin önerdiği Vulcan gezegeni, Einstein’ın genel görelilik teorisiyle beraber yok oldu.
Einstein'ın teorisi, yalpalamasını etkileyen herhangi bir ekstra gezegen olmadan Merkür’ün yörüngesini tahmin edebiliyordu. Teori, yerçekiminin uzay-zamanın büyük nesneler tarafından bükülmesi sonucu ortaya çıktığını, büyük nesnelere daha yakın olan nesnelerin daha fazla etkilendiğini öne sürüyor. Dolayısıyla Merkür’ün yörüngesindeki değişim veya yalpalama teoriyle açıklanabilirken, eğrilikten daha az etkilenen dış gezegenler, Güneş’ten uzaklıkları göz önüne alındığında yeni hesaplamalardan çok az etkileniyor.
Böylelikle Einstein'ın teorisi, daha fazla gezegen olmasını gerektirmeden hem Merkür’ün yörüngesini hem de Dünya, Mars ve Jüpiter gibi diğer gezegenlerin yörüngesini açıklayabiliyordu.