近代宇宙観の成立 天動説と地動説 アリストテレスとプトレマイオス の不一致 • アリストテレス – 地球を中心とした球殻の回転 – 不変の回転運動 速度一定の円運動 • プトレマイオス – 離心円、周転円 – 速度が一定でない円運動 – 数多くの周転円が必要 ・これらは、惑星の複雑な運 動（楕円運動）を記述するた めに導入。 ・結果として、アリストテレ ス宇宙観とは相いれない 自然学と天文学の乖離 • 自然学 – 世界の成り立ちや、本質、原因などを追及して、そ れを理解する • 天文学 – 惑星の運動を計算するための道具にすぎない – とにかく正しく計算できればよい • 新たなモデルを作るための基準の喪失 – さまざまな惑星理論が乱立 • 天文学と自然学を一致させる必要性 – アリストテレスを超えた宇宙観 – アリストテレスを基準として、天文学を再構成 一見、矛 盾してい る コペルニクスまでの1300年 • 5世紀：西洋における古代科学の衰退 • 7世紀：イスラム世界に科学の中心が移る • 12世紀：アリストテレス・プトレマイオ スを再輸入 – プトレマイオスの書「アルマゲスト」はアラ ビア語 アリストテレスとキリスト教 • アリストテレスと聖書は必ずしも一致し ない。例えば – アリストテレス：宇宙に始まりはない – 聖書：地球は平ら • 和解の作業が必要だった。 – 一部は聖書のほうが譲歩した – アリストテレスに対する批判がなされた • 物体は止まっているのが自然？ • 地球が中心？ – アリストテレスが正しいわけではない、とい う認識 コペルニクス革命 コペルニクスの宇宙 恒星 土星 木星 恒星 土星 木星 火星 火星 太陽 金星 水星 月 地球 月 金星 水星 太陽 コペルニクス 地球 アリストテレス コペルニクス(1543) • 離心円：太陽からの距 離の変化 副周転円 • 太陽中心：逆行を説明 導円の中心 • 副周転円：さらに誤差 を補正 惑星 平均運動 太陽 地球 地球軌道 導円(離心円） 天動説の惑星理論 • 離心円：太陽からの距 離の変化 • エカント：速度の変化 • 主周転円：地球中心に 座標変換 – 逆行を説明 • 副周転円：さらに誤差 を補正 主周転円 エカント点 平均運動 導円の中心 惑星 地球 導円(離心円) 太陽中心説の利点 • 様々な距離が決定される – 宇宙の大きさ、がわかる 視差 金星 水星 太陽 最大離角 地球 夏の地球 太陽 冬の地球 復古主義者のコペルニクス • アリストテレス的な宇宙観に戻る – 一様な回転運動のみ認める • 正確な惑星の位置予報 エカントの棄却 うまくいかなかった • 太陽を宇宙の中心に – 地動説の利点は、惑星の距離がわかることのみと思える – そしてそれは、惑星の位置予報には不必要な情報 • 宇宙観も、惑星の計算もギリシャ時代とほとんど変 わっていない 頑固者のティコ・ブラーエ • 肉眼での最高の天文学者 • 彗星・超新星の観測 アリストテレス的宇宙観に 相容れない天体 – 彗星の軌道は他の惑星の球殻を突き破っている – 超新星：恒星天の世界が不変ではない • 恒星視差の測定を行った – これが発見できないことが彼の地動説への疑念と なった • 惑星の正確な位置測定 – 死後、ケプラーに観測結果が渡された Comet McNaught (Wikipedia) 折衷的な宇宙(1588) 恒星 土星 • 地球は宇宙の中心 • 惑星は太陽中心 • 軌道の交差 木星 火星 – もはや、アリストテレスのよ うな球殻の宇宙ではない 太陽 水星 金星 月 地球 ここが中心 神秘主義者のヨハネス・ケプラー • 宇宙の美を求めた – 宇宙は数学的な美に支配 されている – 太陽信仰 • 円軌道の重ね合わせで ブラーエの観測を説明 しようとした。 • 面積速度一定の法則を 発見 – 遠点と近点のみ – それ以外では合わない 予想より速い 予想 導円の中心 太陽 ケプラーの第一法則(1609) • 楕円軌道の発見 – 面積速度一定の法則が常 に成り立つとする • 惑星の問題の完全な解決 遅い 速い • 太陽中心が確定 – 面積速度の中心は太陽 楕円の中心 太陽 新しい宇宙観(1609) • アリストテレスからの脱却 • 宇宙の大きさが一気に広 がった – 無限宇宙の可能性 – 球殻にとらわれず、自由 に運動する惑星 • 同じ年に、ガリレオ・ガリ レイが望遠鏡を天に向けた – 木星の周りを回る衛星 – 金星の満ち欠け – 太陽の黒点と自転 恒星 広大な空虚 土星軌道の700倍以上 土星 木星 火星 金星 水星 太陽 月 地球 宇宙観の変遷 恒星 土星 木星 火星 金星 水星 太陽 地球 恒星 土星 木星 火星 恒星 土星 木星 火星 太陽 金星 水星 月 月 地球 アリストテレス 地球 金星 水星 月 太陽 コペルニクス ティコ・ブラーエ ？ ケプラー、ガリレオ以後 天動説と地動説の違い 宇宙の大きさ 天動説 有限 地動説 非常に大きいか 無限 宇宙を満たす もの 運動の性質 天体の運動 （ガラスのよう な）エーテル （地上では）静止 円運動 （真空のよう な）エーテル 慣性がある 宇宙の中心 地球 地球のような 星 他にない 自由（彗星な ど） 太陽（中心の意 義は薄れた） あるかも？ 参考文献 • 「コペルニクス革命」、トーマス・クーン、講 談社学術文庫 • 「望遠鏡以前の天文学」クリストファー・ ウォーカー編、恒星社厚生閣 • 「天文学史：現代天文学講座15」中山茂編、恒 星社 • 「天文学史」桜井邦朋、朝倉書店
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