До изобретения телескопа о расширении границ Солнечной системы, естественно, никто не помышлял. Такого вопроса вообще не возникало. Солнечная система казалась вполне изученной, границы ее – незыблемыми. Все тела Солнечной системы были на виду, наблюдались на небе невооруженным глазом. Их можно было сосчитать по пальцам: Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Эти семь примечательных небесных светил никто и никогда не открывал. Они были известны людям с незапамятных времен. Что же касается прочих членов Солнечной системы – больших планет Урана, Нептуна, Плутона, спутников больших планет, роя малых планет и комет – их открытия были сопряжены с постижением многих тайн и преодолением неисчислимых трудностей.
Галилей, построив скромную зрительную трубу, сразу же обнаружил четыре спутника Юпитера и кольцо Сатурна. А потом открытия посыпались как из рога изобилия.
В середине XVII в. Христиан Гюйгенс обнаружил спутник Сатурна. Вслед за ним директор Парижской обсерватории Д. Кассини поочередно открыл еще четыре спутника Сатурна. Гершель в 1781 г. наткнулся на новую планету – Уран. Через шесть лет он же сообщил о наблюдении двух спутников Урана и вскоре добавил к перечню вновь открытых членов Солнечной системы еще два спутника Сатурна.
Если к началу XVII в. Солнечная система казалась лежащей «как на ладони», то теперь она неудержимо «разрасталась». Вооруженный телескопом наблюдатель видел гораздо лучше и гораздо дальше своих предшественников. Ободренный успехами коллег, каждый астроном был готов засучить рукава и приняться за поиски еще неизвестных членов Солнечной системы.
Но только ли удаленные члены Солнечной системы оставались неизвестными? Ведь еще Кеплер обратил внимание на изрядную брешь совсем неподалеку от Земли, между орбитами Марса и Юпитера. Присмотритесь к сводке расстояний от Солнца до ближайших к нему планет в астрономических единицах: до Меркурия – 0,4, до Венеры – 0,7, до Земли – 1,0, до Марса – 1,5, до Юпитера – 5,2, до Сатурна – 9,6.
Скачок в расстояниях между Марсом и Юпитером действительно кажется чересчур резким.
Предположение, что на месте этого пробела может отыскаться еще одна планета, стало выглядеть особенно правдоподобным после появления в научной литературе странного арифметического правила. Немецкий математик Даниель Тициус установил это правило в 1766 г. в примечании к книге, которую он переводил.
Напишем ряд чисел. Первым из них пусть будет 0,4; вторым: 0,4+0,3; третьим: 0,4+0,3х2; четвертым: 0,4+0,3х4 и т. д., с удвоением для каждого последующего члена этого ряда множителя при 0,3. Полученный ряд чисел очень близко совпадает с рядом средних расстояний от Солнца до планет, если эти расстояния выражены в астрономических единицах (см. табл.).
На первых порах странная находка Тициуса оставалась незамеченной. Но она пришлась по вкусу другому немецкому ученому, астроному Иоганну Элерту Боде, который счел ряд Тициуса заслуживающим самого пристального внимания. Боде подробно изложил правило Тициуса в своей книге 1772 г. и впоследствии так много говорил и писал по этому поводу, что за правилом повсеместно укрепилось название правила Тициуса-Боде. Иногда его даже называют законом.
Правило Тициуса-Боде не является в подлинном смысле слова законом. Скорее всего, оно каким-то образом связано с проявлением еще не изученных закономерностей формирования планет Солнечной системы из протопланетного облака. Но справедливо ли подобное утверждение или не справедливо, – доныне никто доказать не может. Это так называемая эмпирическая закономерность, установленная из наблюдений и на протяжении вот уже двух столетий не имеющая под собой твердой теоретической основы.
Доверие к правилу Тициуса-Боде существенно возросло после открытия Гершелем в 1781 г. новой планеты, для которой Боде предложил название Уран. Среднее удаление Урана от Солнца составляет 19,2 астрономической единицы. Уран практически точно попал на восьмое место в ряду Тициуса. Но если правило Тициуса-Боде верно, то свободным остается еще и пятое место, место планеты между Марсом и Юпитером. Инициативу поисков этой планеты спешили взять на себя немецкие астрономы.
Германия в ту эпоху была расчленена на десятки карликовых государств: королевств, великих герцогств, герцогств, княжеств и вольных городов. До наполеоновских войн все эти многочисленные германские государства не были объединены даже формально. Каждый из местных властелинов проводил собственную политику и, между прочим, снисходил до покровительства «своей» музе. При дворе герцога Саксен-Веймарского покровительствовали поэзии. Там жили Гёте и Шиллер. При других дворах предпочитали музыкантов либо живописцев. Астрономия нашла приют в Готе, столице герцога Саксен-Кобург-Готского. Придворный астроном герцога Ксаверий фон Цах и предпринимал усилия для организации поисков предполагаемой планеты, занимающей пятое место в ряду Тициуса.
