海王星の発見

1781年、ウィリアム・ハーシェルが天王星を見つけると、天文学者たちはこの新しい惑星の動きを追い始めた。ところが観測が積み重なるにつれ、天王星は『プリンキピア』の万有引力の法則から計算した道筋どおりに動かないことが分かってきた。1821年、フランスのアレクシ・ブヴァールが天王星の運行表を出したが、その後の観測は表から目に見えてずれた。原因として、遠くでは引力の法則が少し違う、観測の誤りにすぎない、さらに外側にまだ知られていない惑星があって天王星を引っ張っている、などの考えが出された。

最後の考えを本気で計算に移した人が二人いた。イギリスのケンブリッジ大学の若い数学者ジョン・クーチ・アダムズと、パリの天文学者ユルバン・ルヴェリエである。未知の惑星の重さと位置を仮に決め、それが天王星をどれだけ引っ張るかを計算し、観測とのずれを見て仮定を直す。今の計算機なら簡単な問題だが、当時はすべて手計算で、膨大な手間がかかった。アダムズは1843年から取り組み、1845年秋にはある程度の結果を得ていたとされる。しかし彼は詳しい計算を示さず、ケンブリッジ天文台長のチャリスも、グリニッジの王室天文官エアリーも、すぐには探さなかった。

ルヴェリエはアダムズの仕事を知らないまま計算を進め、1846年6月1日、未知の惑星の位置を科学アカデミーで発表した。これを知ったエアリーは、アダムズの答えとよく似ていることに気づき、7月からチャリスに探させた。だがチャリスは手間のかかる方法で探し、最新の星図を持っていなかったため、8月に二度その惑星を観測していながら、惑星だと気づかなかった。

ルヴェリエはフランスの天文学者に探してもらおうとしたが、引き受ける者はいなかった。そこで8月31日に質量と軌道まで示した三つめの報告を出し、ベルリン天文台の助手ヨハン・ゴットフリート・ガレに手紙を送った。ガレは9月23日の朝に手紙を受け取り、台長エンケの許しを得て、その夜、口径約24センチの屈折望遠鏡を空に向けた。話を聞きつけた学生のハインリヒ・ダレストが手伝いを申し出て、出版されたばかりのその空域の詳しい星図を使うことを提案した。ガレが望遠鏡で星の位置を読み上げ、ダレストが星図と照らし合わせていくと、まもなくダレストが、その星は地図に無い、と叫んだ。真夜中を過ぎたころで、探し始めて1時間足らず、予言された位置から1度も離れていなかった。

その後の2晩で動きを確かめたガレは、ルヴェリエに、あなたが位置を計算した惑星は本当にある、と書き送った。フランスの天文学者アラゴは、ルヴェリエはペンの先で惑星を見つけた、と評した。新しい惑星はローマ神話の海の神にちなんで名づけられ、日本では海王星と訳された。発見から17日後には、イギリスのウィリアム・ラッセルが最大の衛星トリトンを見つけている。

発見が伝わると、イギリス側はアダムズも先に計算していたと主張し、英仏のあいだで先取権をめぐる激しい争いが起きた。フランスでは、無名のイギリス人を持ち出してルヴェリエの手柄を削ろうとしていると反発が強かった。王立協会は1846年、ルヴェリエにコプリ・メダルを贈り、アダムズには1848年に贈った。アダムズ本人は、自分の結果は独立に得たものだが、世に先に出したのはルヴェリエであり、その功績を少しも損なうものではないと公に認めている。のちには、二人とも惑星の距離を大きく見積もりすぎていたことも分かった。

海王星は肉眼では見えないが、望遠鏡ができてから何度も記録されていた。ガリレオ・ガリレイは1612年12月と1613年1月に木星の近くでこの星を描き留めていたが、恒星だと思っていた。それでも海王星の発見は、観測より先に計算が天体の存在を言い当てた最初の大きな例として、アイザック・ニュートンの力学の正しさを劇的に示すできごとになった。目に見えない天体を、周りに及ぼす引力の影響から探り当てるという考え方は、その後の天文学に受け継がれていく。