Opdagelsen af Uranus: En komet blev til en ny planet i Solsystemet

Forskere famler sjældent i blinde, når de finder frem til naturens hemmeligheder. Ofte bliver opdagelser gjort på grundlag af teoretiske forudsigelser, eller fordi eksperimenter peger i en bestemt retning.

Men i andre tilfælde sker de mere tilfældigt, måske ved at forskeren snubler over et fænomen, han eller hun ikke havde tænkt på; eller det kan være, at opdagelsens sande natur først erkendes, efter den har fundet sted.

I den slags tilfælde taler man om 'serendipitet', der nærmest kan oversættes til en opdagelse, der er utilsigtet om end ikke helt tilfældig.

Mange af de vigtigste opdagelser i videnskabshistorien er af denne art og ikke mindst i astronomiens historie optræder de hyppigt.

Beretningen, om hvordan planeten Uranus blev opdaget, er et instruktivt eksempel.

Fra musiker til astronom

Med accepten af det kopernikanske verdensbillede i 1600-tallet havde man seks planeter i omløb om Solen, hvoraf Saturn var den fjerneste. Alle planeterne havde været kendt siden oldtiden, og ingen drømte om, at der kunne være en planet længere væk end Saturn.

Men det var der alligevel, for i 1781 fandt den engelske astronom William Herschel (1738-1822) en ny planet – uden dog at være klar over, at han faktisk havde udvidet Solsystemet.

Herschel startede som vaskeægte amatør, men blev alligevel en af historiens allerstørste og mest agtede astronomer.

Hans usædvanlige karriereforløb mod denne status ville i dag have været ganske umulig, idet han ingen uddannelse havde i hverken astronomi eller nogen anden videnskab. Hans skolegang var minimal, og på et universitet kom han aldrig.

Som ganske ung kom Wilhelm Herschel i 1757 fra Tyskland til England, hvor han skiftede sit tyske fornavn ud med dets engelske variant.

I sit nye land ernærede han sig som rejsende musiker og komponist. Efter nogle år fik han selskab af sin søster Caroline, der virkede som hans assistent og senere selv blev en anerkendt astronom.

Ud over musikken blev William Herschel stedse mere optaget af astronomien med det resultat, at han begyndte at bygge sine egne og stadigt mere avancerede kikkerter.

Som selvlærd instrumentmager var han lidt af et geni. Omkring 1778 havde han lavet en seks meter lang spejlkikkert, som han flittigt brugte i sin baghave i den engelske ferieby Bath.

Med en mindre kikkert af samme type begyndte han systematisk at kortlægge himlen for stjerner, idet han især interesserede sig for nye såkaldte dobbeltstjerner – to stjerner, der står så tæt på hinanden på himlen, at de med det blotte øje ligner én.

En opdagelse – men af hvad?

Sent på aftenen tirsdag 13. marts 1781 fandt Herschel et lille men ejendommeligt objekt på himlen. Da objektet bevægede sig i forhold til fiksstjernerne, kunne det ikke selv være en stjerne. Hvad var det så?

Herschel var overbevist om, at han havde fundet en ny komet. Da hans målinger en måned senere tilsyneladende viste, at objektet var blevet større, bekræftede det ham i hans formodning om, at kometen havde retning mod Jorden. Men Herschel tog alligevel fejl, og heldigvis for ham og heldigvis for astronomien.

Da de professionelle astronomer hørte om den nye komet, begyndte de straks at beregne dens bane ud fra Herschels data. Det gik ikke så godt, for de kunne ikke få data til at stemme med teorien for kometer.

Først efter yderligere observationer kunne franske astronomer ud fra de indsamlede data konkludere, at himmellegemet bevægede sig i en omtrentligt cirkulær bane om Solen. Banen for en komet er helt anderledes, så Herschels objekt måtte være en hidtil ukendt planet.

Dens afstand fra Solen blev beregnet til cirka 19 AU, hvor enheden AU (astronomical unit) er Jordens middelafstand fra Solen. Til sammenligning bevæger Saturn sig i en bane med en radius på cirka 9,5 AU.

Hvordan navngiver man en ny planet?

Herschel blev nu klar over, at hans komet i virkeligheden var en planet, men først i 1783 indrømmede han sin frugtbare fejltagelse – nemlig at han først havde regnet planeten for en komet.

Ikke blot havde han som den første nogen sinde opdaget en ny planet, han havde også fordoblet Solsystemets størrelse.

Intet under at opdagelsen vakte stor opmærksomhed i hele den astronomiske verden, og at den obskure tyskfødte amatørastronom fra den ene dag til den anden blev forvandlet til en feteret videnskabelig berømthed.

Med opdagelsen af den nye planet fulgte spørgsmålet om dens navn. Nogle astronomer mente, at Herschel var et passende navn, mens Herschel selv foreslog at kalde den Georgium Sidus (Georges stjerne) til ære for den engelske konge George III.

Det blev dog navnet Uranus, der vandt indpas. På den måde kunne man beholde den forbindelse til græsk mytologi, som navnene Jupiter og Saturn angav.

Opdagelse er ikke noget simpelt begreb

Man kan diskutere, om Herschel faktisk opdagede Uranus, når han ikke oprindeligt var klar over fortolkningen af sine observationer (på samme måde som man kan diskutere, om Columbus opdagede Amerika).

For at opdage noget i en videnskabelig forstand er selve iagttagelsen af noget nyt ikke nok. Som videnskabsfilosoffen Thomas Kuhn har gjort opmærksom på, så man må også have en begrundet idé om, hvad man har iagttaget.

Når Kuhn fandt det uklart, hvem der havde opdaget Uranus og præcist hvornår, skyldtes det ikke mangel på historisk dokumentation. Nej, det skyldtes uklarhed om, hvad man egentlig skal mene med begrebet opdagelse.

Herschel havde opdaget noget nyt og interessant, men det var andre astronomer, som først erkendte, at der var tale om en planet. Faktisk var Uranus blevet set flere gange før Herschels observation i 1781, men uden at den derfor var blevet opdaget.

Ved at gå tilbage til tidligere observationsdata viste det sig, at himmellegemet var blevet set så tidligt som 1690. Men hverken denne eller andre iagttagelser var knyttet til en erkendelse af himmellegemet som en planet. Man troede blot, der var tale om en lyssvag stjerne.

I sin indflydelsesrige bog 'Videnskabens revolutioner' fra 1962 brugte Kuhn opdagelsen af Uranus som et eksempel på, at forskere tenderer mod at opfatte naturen i overensstemmelse med det til enhver tid fremherskende paradigme.

Den himmelske Shakespeare

Under alle omstændigheder blev Herschel af sin samtid hyldet som opdager af den nye planet Uranus – en status, han har den dag i dag. Om det så er berettiget eller ej, ja det er en anden historie.

I øvrigt opdagede Herschel ikke blot Uranus – hvis han altså gjorde det – for i 1787 opdagede han også to af planetens måner, der i dag kendes som Titania og Oberon.

De poetiske navne stammer fra Shakespeares komedie 'En Skærsommernatsdrøm' og blev foreslået af William Herschels søn John Herschel, der som sin fader var en højt anerkendt astronom.