ASTRONÓMICA

 Conferència de la Astronómica de Sabadell. Joan Miquel González, 11 de febrero de 2026.

Neptuno es aquel planeta del sistema solar que se descubrió primero con un papel y una pluma, haciendo cálculos matemáticos, y que posteriormente se observó exactamente en la región del cielo donde se había predicho que tenía que ser. Y, efectivamente, allí se encontró. Esta es la historia clásica que se ha explicado.

Quizás también os suena el nombre de Urbain Le Verrier, el matemático francés que hizo estos cálculos. Posteriormente, a Observatorio de Berlín, Johann Galle, con la ayuda de un estudiante en prácticas, observó por primera vez este planeta. Pero la realidad es que la historia es mucho más controvertida que esta simple narración.

Hablamos, pues, de Neptuno, el octavo planeta del sistema solar. Algunos de vosotros quizás estudiasteis nueve, cuando Plutón todavía era considerado un planeta. Esto ya nos muestra que la definición de que es un planeta ha ido cambiante a lo largo del tiempo. Pero todavía antes, conocíamos menos.

El Sistema Solar ancestral

Si queremos hablar del descubrimiento de un nuevo planeta, tenemos que empezar por el principio, es decir de como la humanidad ha entendido el sistema solar a lo largo de la historia. Podemos hablar del que he denominado el sistema solar ancestral, o visual. Si nos remontamos muy atrás en el tiempo, podemos ir a una cueva prehistórica con pinturas rupestres. En una de estas pinturas vemos un buey, pero en otras representaciones del mismo conjunto de cuevas observamos detalles muy curiosos.

Por ejemplo, los cuernos del buey nos recuerdan la constelación de Tauro. Si nos fijamos bien, a la derecha de Tauro hay el cúmulo de Pléyades. Justamente, algunos investigadores han propuesto que unos puntos que aparecen dibujados sobre la cabeza del buey podrían representar este cúmulo. También hay quién sugiere que otros puntos podrían corresponder al cúmulo de las Híades (figura 1).

Figura 1. Pintura rupestre en la cueva de Lascaux

En otras pinturas de la misma cueva encontramos representaciones parecidas. Una figura antropomorfa podría corresponder a la constelación de Orión, y otra figura muy brillante podría ser Sírius. Si pensamos que estas pinturas tienen unos 30.000 años de antigüedad, esto indicaría que nuestros ancestros ya observaban el cielo con mucha atención.

Todo esto nos muestra que, ya desde la antigüedad, los humanos nos fijábamos en el cielo. Ahora bien, los planetes visibles a simple vista son solo aquellos con una brillantez suficiente: Júpiter, Marte, Saturno, Venus y Mercurio. El resto de planetas, como Urano y Neptuno, que hoy sabemos que existen, no eran conocidos por nuestros ancestros porque son demasiado poco brillantes para ser vistos sin instrumentos.

Además, sabemos que los planetas se mueven de manera diferente a las estrellas. En algún momento de la historia, la humanidad fue consciente que había puntos de luz que se desplazaban respecto al fondo estelar.

También tenemos otros ejemplos arqueológicos, como la Venus de Laussel, donde se ve una figura que sostiene un cuerno con forma de luna, con trece marcas grabadas. Sabemos que en un año solar hay aproximadamente trece ciclos lunares, cosa que indica que ya en el Paleolítico se hacía un seguimiento de los ciclos celestes. El mismo pasa con la placa de Blanchard, donde encontramos marcas que también se pueden asociar a los ciclos de la Luna.

Si avanzamos mucho más en el tiempo, llegamos al sistema ptolemaico, con sus epiciclos, que intentaba explicar el movimiento aparente de los planetas a la vuelta celeste. En aquel modelo, las estrellas estaban fijadas en una esfera inmóvil, mientras que los planetas seguían trayectorias complejas (figura 2)

Figura 2. Sistema Solar ptolemaico

Más adelante, con Nicolás Copérnico, aparece el modelo heliocéntrico, donde el Sol se encontraba en el centro del Universo y los planetas giraban a su alrededor. La Tierra era uno más de los planetas.

El descubrimiento de Urano

El descubridor de Urano fue William Herschel. Herschel es una figura muy curiosa porque no era astrónomo de profesión, sino un astrónomo amateur. De hecho, su profesión principal era la música: componía sinfonías y tenía varias obras publicadas. Fue contemporáneo de Mozart, y compaginaba su pasión por la música con la observación del cielo.

Esta imagen que veis es la portada de un disco de música clásica con una recopilación de sus sinfonías (figura 3), por sí a alguien le interesa escucharlas mientras observa el cielo. De hecho, él daba clases de música en casa suya, y se recoge que algunos de sus alumnos decían que, más que un profesor de música, parecía un astrónomo, porque cuando llegaban a casa suya, el aula donde hacían las clases estaba llena de telescopios y de mapas celestes.

Figura 3. Portada de una sinfonía de William Herschel

Quería remarcar esto porque, puesto que somos una agrupación de astrónomos amateurs, William Herschel, el descubridor del planeta Urano, también era un astrónomo amateur.

Además de esto, Herschel es muy conocido porque perfeccionó de manera extraordinaria la técnica de construcción de telescopios. De hecho, cuando descubre Urano —ahora lo explicaremos—, incluso algunos astrónomos profesionales de Inglaterra no se acaban de creer que sus instrumentos fueran tan buenos como realmente eran. Con el tiempo se hace muy famoso y llega a construir telescopios muy importantes, incluso para el Observatorio Astronómico Nacional, donde todavía hoy se puede ver un telescopio suyo si alguien de vosotros ha visitado este observatorio a Madrid.

Un día, como buen astrónomo amateur, estaba observando el cielo dentro de un programa de observación de estrellas dobles. De repente, se da cuenta que hay una estrella un poco diferente: no es puntual, sino que presenta un pequeño disco. No sabemos del cierto si ya en aquel momento aprecia su color ligeramente azulado, pero sí que voz claramente que no es una estrella normal. Inicialmente piensa que podría ser un cometa, puesto que estos tienen un aspecto más difuso.

El primero que hace es comunicarlo a las autoridades científicas de la época en Inglaterra, anunciante que ha descubierto un cometa. Con el paso de los días observa que el objeto cambia de posición, cosa que refuerza esta hipótesis, puesto que los cometas son cuerpos que orbitan el Sol. Aun así, en el ninguno de unos días, un astrónomo ruso calcula su órbita y se da cuenta que no se trata de un cometa, sino de un planeta. Así es cómo Herschel pasa a la historia como el descubridor de un nuevo planeta del sistema solar: Urano.

Aquí pasa una cosa curiosa que después veremos que también pasará en el caso de Neptuno, y que a menudo se ha exagerado. En aquel momento no existía ninguna autoridad internacional como la actual Unión Astronómica Internacional, que regule los nombres de los planetas y de los nuevos descubrimientos. Durante un breve periodo, este nuevo planeta se conoce informalmente como el “planeta Herschel”, en honor a su descubridor. La cosa, pero, se complica algo más porque el mismo Herschel propone denominarlo Georgium Sidus, es decir, “la estrella de George”, en honor al rey George III. Evidentemente, desde el continente europeo esto no gusta nada: muchos astrónomos se quejan que no tiene sentido poner el nombre de un rey inglés a un planeta que es patrimonio de toda la humanidad.

Con el tiempo se acaba imponiendo el nombre de Urano. Y no solo porque sigue la tradición mitológica, sino también porque tiene una coherencia simbólica muy clara: en la mitología griega, Urano es el padre de Saturno, y Saturno es el padre de Júpiter. Teniendo en cuenta la orden de los planetas, el nombre encaja perfectamente. Finalmente, el nombre se impone por uso generalizado.

Este descubrimiento provoca un cambio de paradigma muy importante: se ha descubierto un nuevo planeta al sistema solar, y esto abre la puerta a pensar que quizás hay más, todavía para descubrir. En este contexto aparece la conocida ley de Titius-Bode. Esta ley, formulada por Johann Daniel Titius y Johann Elert Bode, observa que las distancias de los planetas respecto al Sol parecen seguir cierto patrón matemático. Sin entrar ahora en muchos detalles técnicos, si se aplica esta fórmula, se ve que la distancia de los planetas encaja bastante bien con las observaciones conocidas.

Cuando se descubre Urano, este planeta también encaja dentro del patrón predicho por la ley. En los gráficos que se hacen, la línea que representa las distancias reales de los planetas y la que representa la predicción de la ley coinciden sorprendentemente bien (figura 4). Pero entonces los astrónomos se dan cuenta de una cosa muy interesante: entre Marte y Júpiter, según esta ley, habría de haber un planeta.

Figura 4. Lei de Titus-Bode i posición de los planetes

Puede que algunos de vosotros ya estéis atando cabos. Efectivamente, un grupo de astrónomos europeos, encabezados por el barón Franz Xaver von Zach, deciden organizarse para buscar este planeta hipotético. Se hacen llamar la “policía celestial”, o Himmelspolizei en alemán. Lo que hacen es dividir el cielo en sectores, centrándose especialmente en la zona del zodíaco, es decir, el plano de la eclíptica, que es donde se esperaría encontrar un planeta del sistema solar.

Se divide el cielo en 24 sectores de 15 grados cada uno. Cada sector queda asignado a un astrónomo europeo diferente, que se encarga de observar exclusivamente su zona concreta para detectar si algún punto de luz se mueve respecto al fondo de estrellas. Si eso ocurría, querría decir que se había descubierto aquel planeta que parecía faltar, la pieza que completaba el rompecabezas.

Mientras este proyecto se está organizando, un astrónomo italiano, Giuseppe Piazzi, desde Sicilia, descubre un nuevo objeto justo a la distancia donde la ley de Titius-Bode predecía que debía haber un planeta. Este objeto es Ceres, que se encuentra en el cinturón principal de asteroides. Todo parece encajar perfectamente: la ley predice un cuerpo en esa posición y, efectivamente, se descubre uno.

Pero aquí es donde la historia empieza a torcerse. Al poco tiempo se descubren otros objetos en esa misma región, como Vesta y Pallas. A medida que se estudian mejor, se observa que tanto Ceres como estos otros cuerpos tienen un tamaño relativamente pequeño, muy inferior al que se esperaría de un planeta como los conocidos hasta entonces. Esto no termina de encajar con la idea de que se haya descubierto un nuevo planeta.

En este contexto, William Herschel, que ya era una autoridad en astronomía tras el descubrimiento de Urano, propone llamar a estos nuevos cuerpos asteroides, ya que tienen apariencia de estrella: se ven como puntos de luz, no como pequeños discos, tal como ocurría con Urano, que sí mostraba cierta extensión.

Mientras todo esto está ocurriendo, los astrónomos se dan cuenta de que la órbita de Urano presenta un comportamiento extraño. Su posición observada a lo largo del tiempo no sigue exactamente la trayectoria que predicen los cálculos. En otras palabras, Urano presenta irregularidades orbitales.

Ante esto, se plantean varias posibles explicaciones. La primera es que las perturbaciones gravitatorias provocadas por Saturno y Júpiter no estén bien calculadas, y que sea necesaria una matemática más precisa para explicar estas anomalías. Otra hipótesis es que un cometa haya impactado contra Urano y haya alterado su órbita —una idea que en aquel momento no era del todo descartable—. Una tercera posibilidad, que nadie desea demasiado, es que la ley de la gravitación universal de Newton deje de cumplirse en los confines del sistema solar, lo que obligaría a replantear la teoría de la gravedad. Y aún se proponen dos explicaciones más: una es que el espacio no sea completamente vacío, sino que exista algún tipo de éter o medio que provoque una ligera fricción y altere el movimiento de Urano; y la otra —que finalmente será la correcta— es que exista un planeta más allá de Urano, mucho más lejano y masivo, que con su gravedad perturbe la órbita de este planeta.

Todo esto tiene una contrapartida matemática muy clara. El astrónomo Alexis Bouvard publica en 1821 unas tablas con las posiciones que, según los cálculos, debería tener Urano a lo largo del tiempo. Con los años, sin embargo, las diferencias entre las posiciones observadas y las predichas van aumentando: hacia 1830 ya son de unos treinta segundos de arco, y en 1832 superan el minuto de arco.

Esto es muy grave desde el punto de vista astronómico, porque indica claramente que hay algo que no se está entendiendo bien. Lamentablemente, Bouvard muere en 1843 sin llegar a saber cuál es el motivo real de esta trayectoria anómala.

George Biddell Airy, que era una autoridad muy reconocida dentro de la ciencia británica, en 1832 publica un informe para la British Association for the Advancement of Science en el que afirma que el problema de Urano constituye una de las grandes dificultades de la astronomía del momento, es decir, uno de sus principales retos científicos.

Adams

John Couch Adams era un joven inglés nacido en Cornualles en 1819, en una familia humilde. Desde muy pequeño destaca como un prodigio de las matemáticas. Hay un episodio muy citado en la literatura sobre este descubrimiento según el cual, con solo once años, en un concurso de matemáticas, resuelve una ecuación que ni siquiera su profesor es capaz de solucionar. Ya desde muy joven, por tanto, apuntaba maneras.

Figura 5. John Couch Adams

También se interesa pronto por la astronomía. Como muchos de nosotros, desde muy joven consulta libros de astronomía siempre que tiene ocasión, lee todo lo que puede y se familiariza con esta disciplina. Ya de adolescente, con quince o dieciséis años, calcula órbitas de cometas y predice eclipses. En 1839 consigue una plaza como estudiante de matemáticas en la University of Cambridge, concretamente en el St John's College, Cambridge.

Es especialmente revelador que, con solo dieciséis años, calcula que en su pueblo natal habrá un eclipse solar y determina con bastante precisión el momento exacto. Esto nos da una idea clara del nivel extraordinario del personaje.

También es curioso que, durante su etapa universitaria, algunos domingos se reunía con compañeros en despachos del Trinity College, Cambridge, donde comentaban la actualidad científica del momento. Estas estancias son precisamente donde Isaac Newton había escrito gran parte de su obra fundamental. Es difícil no pensar que ese ambiente no lo influyera profundamente.

Figura 6. Trinity College de Cambridge

Otro detalle interesante, que he querido incluir en la conferencia, es una anotación que Adams hace en uno de sus diarios personales. Mientras estudia matemáticas, reconoce que a menudo se distrae pensando en astronomía, lo que dice muy claramente hacia dónde se orientaba su verdadero interés.

En 1841, en una librería, cae en sus manos un libro que contiene el informe que George Biddell Airy había escrito años antes, donde se destacaba que el problema de la órbita de Urano era una cuestión grave que la astronomía debía resolver. A partir de ese momento, parece claro que Adams decide interiormente que quiere dedicarse a este problema.

Pasa el tiempo, Adams se gradúa con resultados excelentes —de hecho, como uno de los mejores de su promoción—, obtiene varios premios académicos y se consolida como una figura brillante dentro de la universidad. Con solo veinticuatro años, decide afrontar directamente el reto de explicar por qué Urano sigue una órbita tan anómala.

Ya he comentado antes que las discrepancias entre las posiciones observadas de Urano y las posiciones predichas por los cálculos teóricos eran cada vez más importantes. Cuando Adams comienza a trabajar en el problema, la situación todavía ha empeorado. Las tablas de Alexis Bouvard, de las que ya hemos hablado, habían tenido que construirse utilizando únicamente las observaciones más recientes, porque si se incorporaban datos más antiguos, las predicciones no cuadraban en absoluto. Esto dejaba claro que el problema era realmente serio.

Airy, que también estaba profundamente implicado, había detectado que los valores predichos del vector radio de Urano —es decir, su distancia al Sol— eran incorrectos según las tablas disponibles. Esta discrepancia le preocupaba mucho, y más adelante veremos que esto acabaría teniendo consecuencias importantes, especialmente para Inglaterra.

¿Qué hace, entonces, este joven matemático que es Adams? Lo primero que hace es comprobar si los cálculos anteriores contienen algún error. Tal vez, simplemente, con una revisión cuidadosa el problema podría resolverse. Pero no es así. A continuación, intenta afinar los cálculos introduciendo más términos de corrección dentro de la teoría de las perturbaciones, para ver si así la órbita de Urano encaja mejor. Lo intenta, pero tampoco funciona.

Después decide actualizar la masa de Júpiter, teniendo en cuenta que estamos hablando del siglo XIX y que los datos observacionales todavía eran bastante imprecisos. Vuelve a hacer los cálculos con este nuevo valor, pero el resultado sigue sin cuadrar. En este punto, Adams llega a la conclusión de que ninguna de estas explicaciones puede justificar el comportamiento de Urano y decide embarcarse en una empresa mucho más ambiciosa: intentar explicar su movimiento suponiendo que hay algo más en juego.

La idea con la que Adams comienza a trabajar es la presencia de un planeta ulterior, es decir, un planeta situado más allá de Urano, que lo perturbe gravitacionalmente. Y aquí es donde hay que hablar de las perturbaciones.

En un mundo ideal, podríamos pensar que un planeta como Saturno solo está influenciado por la gravedad del Sol. Y es cierto que la gran mayor parte de la masa del sistema solar se concentra en el Sol, pero el hecho de tener un planeta relativamente cercano como Júpiter hace que este también ejerza una influencia gravitatoria apreciable. De hecho, esto ya se había estudiado durante siglos: se había comprobado que, si a la órbita de Saturno se le añadía la perturbación causada por Júpiter, las posiciones observadas de Saturno encajaban mucho mejor con las predicciones teóricas.

Este era un caso de problema “directo”: se conocía la órbita real de Saturno, se conocían la posición y la masa de Júpiter, y por tanto se podía calcular qué perturbación debía ejercer Júpiter sobre Saturno. El resultado funcionaba muy bien y reforzaba la teoría de la gravitación.

Ahora bien, con Urano la situación es mucho más complicada. Nos encontramos ante un problema de perturbación inversa. Urano está sometido a la gravedad del Sol, pero también a las perturbaciones de Júpiter y de Saturno, y además parece estar afectado por otro planeta situado aún más allá, del cual no se conoce ni la posición ni la masa. Es decir, hay que resolver dos problemas al mismo tiempo.

Para poder aplicar la teoría de las perturbaciones, sería necesario primero conocer la elipse “verdadera” de Urano, es decir, la órbita que seguiría si no hubiera perturbaciones. Y, una vez conocida esta órbita ideal, se podrían añadir las perturbaciones de Júpiter, Saturno y ese planeta desconocido. Pero como no se conoce ni la órbita real de Urano ni las características del planeta exterior, Adams se ve obligado a atacar ambos problemas simultáneamente.

Como buen matemático y físico, lo primero que hace es simplificar el problema, porque de lo contrario sería inabarcable. En primer lugar, supone que la órbita de este planeta desconocido es circular. En segundo lugar, como la ley de Titius-Bode había funcionado razonablemente bien con todos los planetas conocidos e incluso con Ceres, asume que este nuevo planeta también debería seguir esta ley.

Su estrategia matemática es realizar una especie de experimento numérico: probar valores, ver si los resultados encajan con las observaciones y, a medida que se aproxima, ir refinando los cálculos. Es un trabajo extremadamente laborioso.

De hecho, su hermano George lo ayuda activamente. En un relato familiar titulado The Memoirs of Our Family, explica cómo a menudo, noche tras noche, se sentaba con él en el pequeño salón de casa, cuando el resto de la familia ya dormía, observando por encima de su hombro mientras copiaba, sumaba y restaba largas columnas de números, para asegurarse de que no repetía ningún cálculo ni cometía errores. Hay que recordar que todo esto se hacía sin calculadoras, sin ordenadores y, evidentemente, sin ningún tipo de ayuda digital: solo pluma, papel y cálculo mental.

Su hermano también relata cómo su madre, agotada después de un día de trabajo, antes de irse a dormir les preparaba pan y leche para que pudieran seguir trabajando. A menudo Adams, exhausto, decía que ya era hora de irse a dormir, pero enseguida añadía “solo un minuto más” y continuaba trabajando casi inconsciente de todo lo que lo rodeaba, completamente absorbido por sus cálculos. Incluso durante los paseos, su mente estaba tan concentrada en el problema que solo respondía de manera mecánica cuando alguien le llamaba la atención, antes de volver inmediatamente a sus números.

Todo esto nos muestra hasta qué punto John Couch Adams estaba obsesionado con la idea de que debía existir un nuevo planeta en el sistema solar. Hacia 1843 llega a una conclusión preliminar muy importante: debe existir un planeta más allá de Urano. Aún no conoce su posición exacta ni su masa, pero ya ve claramente que las anomalías en la órbita de Urano concuerdan con esta hipótesis. Además, llega a la conclusión de que este planeta debería estar aproximadamente al doble de la distancia del Sol que Urano.

A pesar de esta obsesión científica, la vida continúa. Adams comienza a dar clases en la University of Cambridge, y su mentor, James Challis, le pide que calcule la órbita de un nuevo cometa que ha pasado recientemente por el sistema solar. Dado su talento para el cálculo de órbitas, le encarga esta tarea. Este cometa, además, sufre fuertes perturbaciones al pasar cerca de Júpiter, algo muy relacionado con el tipo de problemas que Adams ya está estudiando.

Adams publica este trabajo en una revista científica que algunos de vosotros conoceréis porque todavía hoy es una de las más importantes en investigación astronómica. Y es en este contexto cuando, por primera vez, aparece el nombre de Urbain Le Verrier. En Francia, Le Verrier había realizado cálculos muy similares para el mismo cometa, y los resultados coincidían de manera sorprendente.

Pero Adams quiere continuar con su trabajo principal: determinar si realmente existe o no un nuevo planeta más allá de Urano. En este sentido, piensa que no hay nada mejor que recurrir a los datos de archivo del gran observatorio británico, el Royal Greenwich Observatory. Así pues, pide a su mentor, James Challis, que interceda ante Airy, que en aquel momento es el director del observatorio de Greenwich, para que le facilite observaciones históricas de Urano a lo largo de muchos años.

A través de Challis, Adams consigue que Airy le envíe observaciones de Urano comprendidas entre los años 1754 y 1830. Es decir, dispone de un conjunto de datos excelente para continuar sus cálculos. En una carta de Challis a Airy se puede leer:

“Estimadísimo señor, estoy profundamente agradecido por haberme enviado una serie tan completa de observaciones tabuladas de Urano. El señor Adams no se atrevía a pedir más que las correspondientes a los últimos diez años. La lista que me ha enviado le proporciona los medios para llevar a cabo de la manera más eficaz la investigación en la que está inmerso.”

Este fragmento ya deja entrever un rasgo del carácter de Adams: era extraordinariamente modesto, incluso tímido, y no se atrevía a pedir más datos de los estrictamente necesarios.

Una vez con todas estas observaciones en sus manos, Adams llega a una conclusión clave: las discrepancias entre las tablas de Bouvard y las posiciones observadas de Urano no solo se deben a la posible existencia de otro planeta, sino también al hecho de que la órbita “verdadera” de Urano —la elipse no perturbada— estaba mal determinada. Esta idea es fundamental y es la que, en cierto modo, lo conduce al éxito.

Adams construye una ecuación en la que introduce como incógnitas tanto las correcciones a la órbita de Urano como el efecto gravitatorio del nuevo planeta. A diferencia de lo que había hecho inicialmente, ahora ya no supone una órbita circular para el planeta desconocido, sino una órbita elíptica. Aun así, sigue asumiendo que se encuentra aproximadamente al doble de la distancia de Urano al Sol.

El procedimiento de cálculo es extremadamente laborioso. Adams dispone de una gran cantidad de datos procedentes de Greenwich, y su estrategia consiste en agrupar las discrepancias observadas cada tres años. De este modo obtiene un conjunto de 21 ecuaciones independientes. Cuando llega a este punto, matemáticamente el problema ya está planteado: dentro de este sistema de ecuaciones se encuentra necesariamente la solución de la posición del nuevo planeta.

Para resolver este sistema complejo, aplica un método matemático desarrollado por Carl Friedrich Gauss, pensado precisamente para encontrar la mejor solución posible cuando se trabaja con muchos datos y con observaciones que contienen errores inevitables. Hay que recordar que las medidas astronómicas nunca son perfectas.

Hacia finales del año 1845, Adams llega finalmente a una solución. Antes de cantar victoria, sin embargo, comprueba si su modelo es coherente con todas las observaciones disponibles de Greenwich. El resultado es espectacular: las discrepancias, que con las tablas de Bouvard llegaban a superar los 90 segundos de arco, se reducen ahora a solo uno o dos segundos de arco. Aún se podría refinar un poco más, pero el problema está esencialmente resuelto.

Cabe destacar un detalle importante: Adams tiene solo 26 años cuando consigue este resultado.

En septiembre de 1845, ya con los cálculos hechos, pasa a la astronomía de posición y determina que el 1 de octubre de 1845 el nuevo planeta debería tener una elongación de 326,5 grados. Esto sitúa el planeta en la constelación de Acuario, muy cerca de la frontera con Capricornio. En términos prácticos, se trata de una región del cielo relativamente concreta: más o menos “por aquí” es donde debería encontrarse el nuevo planeta.

Una vez tiene esta predicción, el paso lógico es observarlo. Challis escribe nuevamente a Airy diciéndole:

“Señor, mi amigo, el señor Adams, ha completado sus cálculos sobre la perturbación de la órbita de Urano por un planeta exterior hipotético y ha llegado a unos resultados que le gustaría comunicarle personalmente, si pudiera disponer de unos momentos de su valioso tiempo. Sus cálculos se basan en las observaciones que tan amablemente le proporcionó, y por su carácter de matemático y su experiencia considero que las deducciones se han hecho de manera muy sólida.”

Es decir, Challis deja claro que el trabajo de Adams es serio y que no sería una pérdida de tiempo intentar observar este planeta.

Adams intenta personalmente hablar con Airy en Greenwich para iniciar las observaciones, pero aquí comienza una sucesión de mala suerte realmente sorprendente. Cuando llega, Airy está en Francia. Lo vuelve a intentar en octubre, pero Airy todavía no está. En otra ocasión, cuando finalmente Airy ha regresado, el mayordomo no lo deja pasar porque el director está cenando. Finalmente, Adams abandona el observatorio y deja una nota breve, escrita en una hoja doblada, con un resumen de sus cálculos.

Cuando Airy finalmente lee la nota, se muestra escéptico. Recordemos que Airy estaba especialmente obsesionado con el problema del vector radio de Urano. Por eso, en su respuesta a Adams, le hace una pregunta muy concreta: con su nuevo modelo, ¿el vector radio de Urano concuerda finalmente con las observaciones o no?

Adams considera que la pregunta de Airy es casi trivial. A su juicio, es evidente que el vector radio de Urano estaba mal determinado antes y que, con el nuevo modelo, ahora queda corregido. Si las tablas de Bouvard eran incorrectas, es claro que este parámetro también debía serlo. Por eso decide continuar trabajando, perfeccionando sus cálculos y refinando la órbita, y piensa que ya responderá a Airy cuando tenga el trabajo más terminado. El problema es que no le responde.

Y esta es una mala decisión crucial. Para Adams quizá era un detalle menor, pero para Airy no lo era en absoluto. Para él, la cuestión del vector radio era fundamental. Ante la falta de respuesta, decide no dar suficiente credibilidad a los cálculos de Adams y, en consecuencia, no ordena ninguna búsqueda observacional del nuevo planeta. Ningún telescopio británico inicia la búsqueda.

El papel de Le Verrier

Mientras tanto, en Francia, entra en escena otra figura clave: Urbain Le Verrier, un auténtico héroe de la astronomía francesa. Igual que Adams, es un prodigio matemático. Nace en 1811 en Normandía y ya desde muy joven destaca por su extraordinaria capacidad intelectual, especialmente en matemáticas. Hacia 1841 consigue una plaza en la École Polytechnique de París.

Figura 7. Urbain Le Verrier

Es curioso porque, inicialmente, Urbain Le Verrier se orienta hacia la química, pero muy pronto se le ofrece una plaza como docente en astronomía, que acepta. Durante los primeros años en la École Polytechnique de París, centra su investigación en el estudio del sistema solar y su estabilidad, siguiendo la tradición de Pierre-Simon Laplace. Realiza estudios extremadamente detallados sobre las variaciones orbitales de los planetas interiores a lo largo de intervalos de hasta 200.000 años, lo que ya da una idea del nivel de sofisticación de sus cálculos.

Estos trabajos también incluyen el análisis de los planetas exteriores ya conocidos, y todo ello muestra que Le Verrier está plenamente familiarizado con cuestiones de órbitas, perturbaciones gravitatorias y estabilidad dinámica.

Llegados a este punto aparece otra figura relevante: François Arago, físico y astrónomo francés muy influyente y director del Observatoire de Paris. Arago encarga a Le Verrier el estudio de las anomalías de la órbita de Urano, con la esperanza de que la astronomía francesa sea capaz de resolver este problema tan incómodo.

Figura 8. François Arago

Urbain Le Verrier se pone manos a la obra de lleno y, el 10 de noviembre de 1845, presenta su primer informe ante la Académie des Sciences. En este trabajo concluye, igual que había hecho John Couch Adams de manera independiente, que las perturbaciones gravitatorias de Júpiter y Saturno no son suficientes para explicar el movimiento anómalo de Urano.

El nivel de precisión de sus cálculos es extraordinario: llega a calcular la influencia de Saturno con una exactitud de hasta una vigésima parte de un segundo de arco. Estamos hablando de mediados del siglo XIX, sin ordenadores ni calculadoras modernas. Es realmente impresionante.

Cuando este trabajo llega a manos de George Biddell Airy, lo lee con gran interés y queda profundamente impresionado. Efectivamente, las perturbaciones conocidas no explican el comportamiento de Urano. Pero Le Verrier no se detiene ahí. Al año siguiente publica un segundo artículo aún más ambicioso.

En este nuevo trabajo analiza más de 280 observaciones de Urano, recalcula con gran cuidado la elipse que sigue el planeta y confirma que las discrepancias persisten. A partir de ahí, comienza a evaluar de manera sistemática las posibles explicaciones y ya considera seriamente la hipótesis de un planeta aún más exterior que esté perturbando la órbita de Urano.

Para avanzar, utiliza —al igual que Adams— una distancia inicial coherente con la ley de Titius-Bode, aunque no lo menciona explícitamente. Tal vez no era elegante citarla o quizá no estaba bien visto, pero el resultado concuerda claramente con esta ley empírica.

Su estrategia, sin embargo, es diferente de la de Adams. Divide el zodíaco en distintas regiones y calcula qué masa debería tener el planeta invisible si estuviera situado en cada una de esas zonas del cielo. En muchos casos, los resultados son físicamente imposibles: masas negativas o exageradamente grandes. Esas regiones quedan descartadas.

A partir de este proceso de eliminación, en su segundo artículo Le Verrier identifica una región concreta del cielo con una incertidumbre de unos 9 grados donde podría encontrarse el nuevo planeta. Refinando aún más el cálculo, determina que el 1 de enero de 1847 el planeta debería tener una elongación de unos 125 grados y situarse en la zona fronteriza entre Acuario y Capricornio. Esta predicción coincide de manera sorprendente con la de Adams.

Le Verrier estima una incertidumbre final de unos 10 grados, pero la coincidencia es clara. Sin embargo, nadie en Francia sabe nada de los cálculos de Adams. Solo Airy y James Challis son conscientes de que hay un joven matemático inglés que, en silencio, ha llegado esencialmente al mismo resultado.

La búsqueda y el descubrimiento de Neptuno

Ahora que ya tenemos este contexto —dos predicciones independientes que apuntan prácticamente a la misma región del cielo— comienza la carrera definitiva por descubrir el nuevo planeta: Neptuno. Y, como bien dices, habrá dos búsquedas paralelas, pero muy distintas en espíritu y ejecución.

La primera es la del que podríamos llamar, sin demasiada exageración, el establishment astronómico inglés. En ese momento, Airy es la única persona en Inglaterra que sabe con certeza que Adams había realizado una predicción del nuevo planeta que coincidía bastante con la de Le Verrier.

La diferencia fundamental es que Le Verrier lo ha publicado y lo ha hecho público ante la comunidad científica internacional, mientras que el trabajo de Adams sigue siendo prácticamente confidencial. Airy empieza a darse cuenta de que aquel joven matemático de Cambridge —a quien inicialmente había mirado con cierta reserva— quizá tenía realmente razón.

Esto se aprecia claramente en la correspondencia que Airy mantiene con William Whewell, una figura muy influyente en el Reino Unido. En esas cartas, Airy menciona explícitamente que existe “un tal Adams” que ha obtenido resultados muy similares a los de Le Verrier. En ese momento, comprende que, si no reaccionan con rapidez, los franceses se les adelantarán.

Aun así, Airy no puede evitar volver a su obsesión: el vector radio de Urano. Escribe a Le Verrier preguntándole si su nuevo modelo corrige este parámetro… y, casi con escepticismo, termina la carta insinuando que probablemente no será así.

La respuesta de Le Verrier es clara y directa: sí, el vector radio queda corregido, precisamente porque antes faltaba la perturbación del nuevo planeta. Con esta respuesta, Airy ya no tiene excusas. Ahora sí queda convencido de que hay que iniciar inmediatamente la búsqueda observacional. Y es aquí donde comienzan las decisiones discutibles.

Airy diseña una campaña de observación, pero sorprendentemente no la realiza desde el Royal Greenwich Observatory, pese a ser el centro astronómico más importante del país. En su lugar, decide que la búsqueda se lleve a cabo desde el observatorio de la Universidad de Cambridge, bajo la dirección de James Challis.

Challis utilizará el telescopio Northumberland, un instrumento respetable para la época, con una apertura de unos 30 centímetros. El objetivo es claro: que sea Inglaterra quien descubra el planeta antes que Francia.

Figura 9. telescopio Northumberland de 30 cm de el Observatorio de Cambridge

De repente, aquel George Biddell Airy prudente y escéptico pasa a tener mucha prisa. Escribe insistentemente a James Challis, subrayando la importancia de la tarea. Le pide que barran una enorme área del cielo, de unos 30 grados, cubriendo las constelaciones de Acuario y Capricornio. Calcula que esto requerirá cerca de 300 horas de observación.

El método elegido es peculiar: utilizan el telescopio en modo de tránsito, dejándolo fijo mientras el cielo va pasando por el campo visual. Noche tras noche, van registrando todos los puntos visibles y comparándolos, con la esperanza de detectar un punto que se mueva respecto a las estrellas fijas. Ese movimiento sería la firma inequívoca de un planeta.

Challis acepta la tarea. John Couch Adams también se implica y refina aún más las efemérides del planeta para los meses siguientes. La prioridad es clara: adelantarse a Urbain Le Verrier. Y aquí es donde llegamos al momento clave: la oportunidad perdida.

La búsqueda comienza, pero todo se tuerce. Al principio hay malas condiciones meteorológicas: nubes, mala visibilidad, mucha Luna, lo que dificulta la detección de objetos débiles. Pero el problema principal no es ese. El problema es el método de trabajo de Challis.

Challis observa mucho, pero analiza lentamente. Registra estrellas y más estrellas, pero no compara de manera sistemática las observaciones entre distintas noches. No utiliza mapas estelares detallados para detectar rápidamente qué es nuevo y qué no. De hecho —y esto es dramático— en algunas de las primeras observaciones Neptuno ya había entrado en el campo del telescopio, pero no fue identificado como planeta. El cielo estaba siendo observado, el planeta estaba allí… pero nadie lo reconoció.

Esto provoca una oportunidad perdida: el 12 de agosto Challis ya había observado Neptuno, pero sin darse cuenta no lo identificó. Si hubiera revisado solo unas pocas estrellas más, habría descubierto el planeta antes que nadie.

Esta mala fortuna continúa para Adams: su trabajo sigue siendo secreto. Las tablas y predicciones que había realizado no se publican, de modo que la comunidad astronómica británica se guía principalmente por Le Verrier. Este continúa publicando artículos en Francia, cada vez más precisos, aproximando la posición exacta del planeta e incluso estimando su masa y su diámetro aparente.

Le Verrier, al ver que necesita observadores que validen rápidamente sus predicciones, contacta con Johann Gottfried Galle, del Observatorio de Berlín, pidiéndole ayuda personal. Galle, astrónomo asistente, recibe la instrucción de buscar el planeta según las coordenadas calculadas. Junto a él trabaja Heinrich d'Arrest, un joven en prácticas en el observatorio.

Con un telescopio de 23 cm, apuntan a la zona que Le Verrier había indicado. En menos de una hora, comparando el cielo con un catálogo estelar (aún antes de la publicación oficial del atlas), identifican un punto de luz que no aparece en el catálogo. Ese punto es el nuevo planeta. Al día siguiente, el 23 de septiembre de 1846, confirman que se ha movido exactamente como Le Verrier había predicho. Miden un diámetro aparente de 2,6 segundos de arco, cercano al valor previsto de 3,3 segundos. El descubrimiento es inmediato e inequívoco.

La controversia internacional

Todo ello muestra el contraste: mientras los británicos tenían datos, predicciones y observaciones reales en la mano, la falta de sistemática y de publicidad permitió que Francia realizara el descubrimiento oficial, gracias a la combinación del cálculo matemático preciso de Le Verrier y la rapidez de sus colaboradores.

Así, Neptuno se convierte en un ejemplo clásico de cómo la matemática predictiva combinada con la observación precisa puede conducir a descubrimientos históricos, y al mismo tiempo de cómo las oportunidades pueden escaparse por pequeños detalles logísticos o de comunicación.

La noticia provoca tensiones entre países: Francia celebra que Le Verrier haya predicho con éxito el planeta. Inglaterra descubre que Adams también había realizado predicciones exactas, pero de manera secreta. Aunque el telescopio de Cambridge había observado el planeta antes, no se reconoció inmediatamente. Finalmente, ambas naciones reconocen el mérito de cada matemático y la Royal Astronomical Society concede medallas de oro tanto a Adams como a Le Verrier.

Después del descubrimiento de Neptuno, la cuestión del nombre del planeta fue caótica. Le Verrier, orgulloso de su cálculo y preocupado por la gloria, intentó bautizarlo con su propio nombre, tratando de asegurarse el mérito. Aparecieron múltiples propuestas: Oceanus, Cambrits, Minerva, Cronos, Atlas, incluso Herschel —pero era el hijo, no el padre—, y ninguna terminaba de convencer. Finalmente, se decidió que el nombre oficial fuera Neptuno, como correspondía por tradición mitológica, y Le Verrier aceptó la decisión. Este episodio permitió que las tensiones personales e institucionales se calmaran y que los protagonistas se reconciliaran.

En 1847 se alcanzó un consenso internacional sobre la coautoría del descubrimiento, reconociendo que tanto Adams como Le Verrier habían llegado de manera independiente a predicciones muy similares y que, por tanto, ambos eran codescubridores. Algunos astrónomos franceses reconocían explícitamente el mérito de Adams, destacando la precisión y el refinamiento matemático de su trabajo, aunque la burocracia británica y la discreción del propio astrónomo retrasaron su publicación.

Adams y Le Verrier se encontraron personalmente en Oxford en 1847, se dieron la mano y establecieron una amistad que perduraría. El hijo de William Herschel organizó una reunión privada donde pudieron conversar como viejos conocidos. El consenso final fue claro: ambos científicos merecían el reconocimiento como codescubridores.

Conclusión

No obstante, la historia aún guardaba capítulos ocultos: durante décadas, muchos documentos y correspondencia originales de Adams y Le Verrier, incluidos los cálculos de Adams, estuvieron desaparecidos de los archivos del Royal Greenwich Observatory. La causa fue un astrofísico que los retuvo personalmente y que acabaría trabajando en La Serena, Chile; tras su muerte se recuperaron más de 100 kilos de documentación histórica, incluida toda la correspondencia original de la época del descubrimiento de Neptuno.

Los archivos permitieron matizar posteriormente la contribución de Adams: sí, había realizado cálculos muy meritorios y llegó a una solución similar a la de Le Verrier, pero no con la precisión final que alcanzó el francés. En Berlín, con solo una hora de observación, Galle y d’Arrest confirmaron el planeta según la predicción de Le Verrier, y el consenso histórico moderno sitúa el mérito principal en Le Verrier, mientras que Adams es reconocido como un precursor y calculador independiente que también llegó a una solución muy cercana.

Así se ve que la gloria pública y la precisión final del descubrimiento recayeron en Le Verrier, mientras que Adams fue víctima de su discreción y de una gestión ineficiente por parte de sus superiores, que no publicaron sus cálculos a tiempo.

Esto conduce también a una reflexión sobre la función social del científico: no basta con realizar cálculos magistrales, sino que es necesario comunicar, gestionar y defender públicamente el propio trabajo. Aun así, Adams queda reconocido como un talento extraordinario, un matemático independiente que anticipó la presencia de un planeta, y Neptuno sigue siendo un testimonio del poder predictivo de la mecánica newtoniana y de la precisión de la matemática aplicada al sistema solar. El descubrimiento es, por tanto, una victoria colectiva de la teoría, del cálculo y de la observación, con Adams como precursor y Le Verrier como ejecutor preciso y reconocido.

Coloquio

Se dice que Le Verrier era un déspota. El personal que tenía en el observatorio lo tenía absolutamente amargado. Cuando se trataba de buscar Neptuno, nadie de su observatorio quiso hacerlo, y acabó recurriendo a un alemán. Pero el Observatorio de París tenía un telescopio muy grande y potente.
Es correcto; Le Verrier era muy exigente y disciplinado, lo que generaba tensiones en su observatorio.

¿Este planeta se habría podido descubrir con un telescopio de aficionado?
Sí, es cierto que con un telescopio pequeño se puede descubrir; ahora bien, la clave del descubrimiento no era solo el telescopio, sino también los mapas estelares y la precisión de los cálculos.

¿La ley de Titius-Bode sigue cumpliéndose en otros sistemas planetarios?
La ley de Titius-Bode es más un ajuste fenomenológico de distancias planetarias que una ley teórica. Se ha intentado aplicar a otros sistemas planetarios con adaptaciones y, en algunos casos, ha permitido sugerir la posible existencia de planetas exteriores con éxito.