Ο Ουρμπέν Ζαν Ζοζέφ Λεβεριέ (11 Μαρτίου 1811 – 23 Σεπτεμβρίου 1877) ήταν Γάλλος μαθηματικός ο οποίος ειδικευόταν στην ουράνια μηχανική και είναι γνωστός για την πρόβλεψη της ύπαρξης και της θέσης του Ποσειδώνα χρησιμοποιώντας μόνο μαθηματικά.
Οι υπολογισμοί του έγιναν για να εξηγήσουν τις αποκλίσεις στην τροχιά του Ουρανού και στους νόμους του Κέπλερ και του Νεύτωνα. Ο Λεβεριέ έστειλε τις συντεταγμένες στον Γιόχαν Γκότφριντ Γκάλε στο Βερολίνο, ζητώντας του να τους επαληθεύσει. Ο Γκάλε εντόπισε τον Ποσειδώνα την ίδια νύχτα που έλαβε την επιστολή του Λεβεριέ, με 1° διαφορά από την προβλεπόμενη θέση.
Η ανακάλυψη του Ποσειδώνα θεωρείται ευρέως ως μια δραματική επικύρωση της Ουράνιας μηχανικής, και είναι μία από τις πιο αξιόλογες στιγμές της επιστήμης του 19ου αιώνα.
Ο Λεβεριέ γεννήθηκε στο Σαιν-Λο, Μανς, Γαλλία και σπούδασε στην École Polytechnique. Για ένα μικρό διάστημα σπούδασε χημεία υπό την επίβλεψη του Ζοζέφ Λουί Γκέι-Λουσάκ, γράφοντας εργασίες για τους συνδυασμούς του φωσφόρου με το υδρογόνο, και του φωσφόρου με το οξυγόνο. Στη συνέχεια άλλαξε και σπούδασε αστρονομία, και ειδικότερα Ουράνια μηχανική, και δέχθηκε μια θέση εργασίας στο Αστεροσκοπείο του Παρισιού. Πέρασε το μεγαλύτερο μέρος της επαγγελματικής ζωής του εκεί, και τελικά έγινε διευθυντής του αστεροσκοπείου το 1854-1870 και ξανά από το 1873 ως το 1877.
Το 1846 ο Λεβεριέ έγινε μέλος της Γαλλικής Ακαδημίας Επιστημών, και το 1855, εξελέγη ένα ξένο μέλος της Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών της Σουηδίας. Το όνομα του Λεβεριέ είναι ένα από τα 72 ονόματα χαραγμένα στον Πύργο του Άιφελ.
Οι πρώτες εργασίες του
Το πρώτο έργο του Λεβεριέ στην αστρονομία παρουσιάστηκε στην Ακαδημία των Επιστημών τον Σεπτέμβριο του 1839 με τίτλο “Sur les variations séculaires des orbites des planètes”. Το έργο αυτό απευθυνόταν στο πλέον σημαντικό ερώτημα για την αστρονομία, για τότε, τη σταθερότητα του ηλιακού συστήματος, που είχε πρωτοερευνηθεί από τον Λαπλάς. Ο Λεβεριέ κατάφερε να εξαγάγει κάποια σημαντικά όρια σχετικά με τις κινήσεις στο ηλιακό σύστημα, αλλά λόγω των ανακριβών γνώσεων όσον αφορά στη μάζα των πλανητών, τα αποτελέσματά του ήταν αβέβαια.
Από το 1844 έως το 1847, ο Λεβεριέ δημοσίευσε μια σειρά από έργα για περιοδικούς κομήτες, και ειδικότερα για τους Λέξελ, Faye και DeVico. Με αυτό του το έργο κατάφερε να δείξει κάποιες ενδιαφέρουσες αλληλεπιδράσεις με τον πλανήτη Δία, αποδεικνύοντας ότι ορισμένοι κομήτες ήταν στην πραγματικότητα η επανεμφάνιση ήδη γνωστών κομητών σε διαφορετικές τροχιές.
Ανακάλυψη του Ποσειδώνα
Το πιο διάσημο επίτευγμα του Λεβεριέ είναι η πρόβλεψή του για την ύπαρξη του τότε άγνωστου πλανήτη Ποσειδώνα, χρησιμοποιώντας μόνο τα μαθηματικά και τις αστρονομικές παρατηρήσεις του γνωστού πλανήτη Ουρανού.
Ενθαρρυμένος από τον φυσικό Αραγκό, διευθυντή του Αστεροσκοπείου του Παρισιού, ο Λεβεριέ ασχολήθηκε εντατικά για μήνες σε πολύπλοκους υπολογισμούς για να εξηγήσει τις μικρές αλλά συστηματικές αποκλίσεις μεταξύ της παρατηρούμενης τροχιάς του Ουρανού και της τροχιάς που προβλεπόταν από τους νόμους της βαρύτητας του Νεύτωνα.
Την ίδια στιγμή, αλλά χωρίς να είναι σε γνώση του Λεβεριέ, παρόμοιοι υπολογισμοί γίνονταν και από τον Τζον Κόουτς Άνταμς στην Αγγλία. Ο Λεβεριέ ανακοίνωσε την οριστική προβλεπόμενη θέση του αθέατου πλανήτη που διατάρασσε την τροχιά του πλανήτη Ουρανού, δημοσίως, στη Γαλλική Ακαδημία στις 31 Αυγούστου του 1846, δύο ημέρες πριν η τελική λύση του Άνταμς ταχυδρομηθεί μυστικά στο Βασιλικό Αστεροσκοπείο του Γκρήνουιτς.
Ο Λεβεριέ διαβίβασε τις προβλέψεις του έως τις 18 Σεπτεμβρίου σε μια επιστολή προς τον Γιόχαν Γκότφριντ Γκάλε του Αστεροσκοπείου του Βερολίνου. Η επιστολή έφτασε πέντε ημέρες αργότερα, και ο πλανήτης βρέθηκε με το διοπτρικό τηλεσκόπιο Φράουνχοφερ του Βερολίνου, το ίδιο βράδυ, 23 Σεπτεμβρίου 1846, από τον Γκάλε και τον Χάινριχ ντ’ Αρέ εντός 1° της προβλεπόμενης θέσης του κοντά στο όριο μεταξύ των αστερισμών Αιγόκερω και Υδροχόου.
Πίνακες των πλανητών
Στις αρχές του 19ου αιώνα οι μέθοδοι πρόβλεψης των κινήσεων των πλανητών ήταν κάπως διάσπαρτες, είχαν αναπτυχθεί επί σειρά δεκαετιών από πολλούς διαφορετικούς ερευνητές. Το 1847, ο Λεβεριέ ανέλαβε το καθήκον να «ενοποιήσει … σε ένα ενιαίο έργο ολόκληρο το πλανητικό σύστημα, να θέσει τα πάντα σε αρμονία, αν είναι δυνατόν, αλλιώς, να δηλώσει με βεβαιότητα ότι υπάρχουν ακόμη άγνωστες αιτίες των διαταραχών …», ένα έργο που θα τον απασχολήσει μέχρι το θάνατό του.
Ο Λεβεριέ άρχισε με την επαναξιολόγηση, στην 7η τάξη, της τεχνικής υπολογισμού των πλανητικών διαταραχών γνωστή ως πάρελξη. Αυτό το τμήμα, είχε ως αποτέλεσμα 469 μαθηματικούς όρους και ήταν πλήρες από το 1849. Έπειτα άρχισε να συλλέγει παρατηρήσεις για τις θέσεις των πλανητών αρχίζοντας από το 1750. Η εξέταση και η διόρθωση των ασυνεπειών με τα πιο πρόσφατα δεδομένα τον απασχόλησε μέχρι το 1852.
Ο Λεβεριέ δημοσίευσε στα Χρονικά του Αστεροσκοπείου του Παρισιού τους πίνακες με τις κινήσεις όλων των γνωστών πλανητών το 1858. Οι πίνακες αυτοί αποτέλεσαν τη βάση της αστρονομίας στο Connaissance des Temps, το αστρονομικό ημερολόγιο του “Bureau des Longitudes”, μέχρι περίπου το 1912. Εκείνη την εποχή, το έργο του Λεβεριέ για τους εξωτερικούς πλανήτες αναθεωρήθηκε και επεκτάθηκε από τον Gaillot.
Μετάπτωση του Ερμή
Ο Λεβεριέ ξεκίνησε να μελετά την κίνηση του Ερμή από το 1843, με μια έκθεση με τίτλο Détermination nouvelle de l ’orbite de Mercure et de ses perturbations (Ένας νέος προσδιορισμός της τροχιάς του Ερμή και των διαταραχών του).
Το 1859 ο Λεβεριέ ήταν ο πρώτος που αναφέρθηκε στο ότι η αργή μετάπτωση της τροχιάς του Ερμή γύρω από τον Ήλιο δεν μπορούσε να εξηγηθεί πλήρως από την νευτώνεια μηχανική και τις διαταραχές από τους γνωστούς πλανήτες. Πρότεινε διάφορες πιθανές εξηγήσεις, όπως ότι ένας άλλος πλανήτης (ή ίσως, αντ’ αυτού, μια σειρά από μικρότερα «σώματα») ενδέχεται να υπάρχουν σε μια τροχιά ακόμα πιο κοντά στον Ήλιο από ότι αυτή του Ερμή, που ευθύνονται για αυτήν τη διαταραχή. (Άλλες εξηγήσεις περιλαμβάνουν μια ελαφρά πλάτυνση του σχήματος του Ήλιου).
Η επιτυχία της ανακάλυψης του Ποσειδώνα με βάση τις διαταραχές στην τροχιά του Ουρανού οδήγησε τους αστρονόμους να πιστέψουν, εν μέρει, σε αυτή την πιθανή εξήγηση, και ο υποθετικός πλανήτης να πάρει ακόμη και όνομα, το όνομα Βούλκαν. Ωστόσο, αυτός ο πλανήτης δεν βρέθηκε ποτέ και η ανώμαλη μετάπτωση του Ερμή τελικά εξηγείται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας.
Τα τελευταία χρόνια
Ο τρόπος διαχείρισης του Λεβεριέ δεν ήταν αποδεκτός από το προσωπικό του Αστεροσκοπείου του Παρισιού και αυτό οδήγησε το 1870 στην εκδίωξη του από αυτό. Τον διαδέχθηκε ο Ντελωναί, αλλά επανήλθε το 1873 όταν ο Ντελωναί πνίγηκε. Έτσι ο Λεβεριέ επέστρεψε στη θέση του και παρέμεινε σε αυτή μέχρι το θάνατό του το 1877.
Ο Λεβεριέ είχε γυναίκα και παιδιά. Πέθανε στο Παρίσι στη Γαλλία και τάφηκε στο Κοιμητήριο του Μονπαρνάς. Μια μεγάλη πέτρινη ουράνια σφαίρα είναι τοποθετημένη πάνω από τον τάφο του.
Θα πρέπει να τον θυμόμαστε από τη φράση που αποδίδεται στον Φρανσουά Αραγκό: «Ο άνθρωπος που ανακάλυψε έναν πλανήτη με τη μύτη της πένας του”.