地球が太陽の周りを回る速度は秒速キロメートルです。 基本的な地球の動き

地球の軌道は太陽の周りの回転の軌道と呼ばれ、その形状は楕円であり、太陽から平均して1億5,000万キロメートルの距離に位置しています（最大の遠隔距離は遠日点 - 1億5,200万km、最小 - 近日点、1億4,700万kmと呼ばれます）。

地球は、時速10万8000kmの平均速度で西から東へ移動し、太陽の周りを9億4000万kmの長さで365日6時間9分9秒、つまり1恒星年で一周します。

太陽の周りを公転する惑星の動きと、天体が移動する平面に対する自転軸の傾き角は、季節の変化や昼夜の不平等に直接影響を与えます。

太陽の周りの地球の回転の特徴

(太陽系の構造)

古代、天文学者は地球が宇宙の中心に位置し、すべての天体がその周りを回っていると信じており、この理論は地動説と呼ばれていました。 この説は 1534 年にポーランドの天文学者ニコラウス・コペルニクスによって誤りであることが暴かれ、彼は世界の地動説モデルを作成し、プトレマイオス、アリストテレス、そして彼らの信奉者がどれほど望んでいても、太陽が地球の周りを回ることができないことを証明しました。

地球は軌道と呼ばれる楕円軌道で太陽の周りを公転しており、その長さは約9億4,000万kmで、この距離を365日6時間9分9秒で移動します。 4 年後、この 6 時間が 1 日あたり累積され、別の日 (2 月 29 日) として年に追加され、閏年となります。

(近日点と遠日点)

所定の軌道に沿って移動している間、地球から太陽までの距離は最大になる可能性があります（この現象は7月3日に発生し、遠日点または遠日点と呼ばれます）-1億5200万です。 kmまたは最小 - 147ミル。 km (1 月 3 日に発生し、近日点と呼ばれます) ですが、誤って想定される可能性があるように、これは季節の変化の結果ではありません。

季節の変わり目

太陽の周りの軌道面に対する地軸の傾きが 66.5 度であるため、地表は不均一な量の熱と光を受け、それが季節の変化や昼夜の長さの変化を引き起こします。

ノート：

• 黄道軸からの地軸の傾斜角 = 23.44° ( 地球の回転軸の傾き)
• 太陽の周りの軌道面に対する地軸の傾斜角 = 66.56 度 ( 一年中の季節の気候の変化を決定する)

赤道の昼と夜の長さは常に同じで、12時間続きます。

地球の軌道上の速度

地球の太陽の周りの公転: 365日6時間9分9秒

太陽の周りを周回する地球の平均速度: 30km/秒また 108,000km/h (光速の1/10000です)

比較のために、私たちの惑星の直径は12,700 kmで、この速度であればこの距離を7分でカバーすることが可能であり、地球から月までの距離（384,000 km）は4時間でカバーできます。 遠日点の期間中に太陽から遠ざかるにつれて、地球の運動速度は29.3 km / sに遅くなり、近日点の期間には30.3 km / sに加速します。

春分と秋分

• 3月20日- 春分
• 9月22日- 秋分の日
• 6月21日夏至
• 12月22日- 冬至

天の赤道面が黄道面と交差する場所は、バネの点 ( 3月20日）と秋分（ 9月22日）、昼と夜は同じ長さで、太陽に面する半球の部分は均等に照らされ、暖められ、太陽の光は90度の角度で赤道線に当たります。 春分と秋分の日付に従って、各半球の天文学的な春と秋の始まりが数えられます。

夏らしいポイントもありますよ（ 6月21日）と冬（ 12月22日) 夏至の日、太陽の光は赤道線に対して垂直ではなく、南と北の熱帯地方 (南と北の平行度 23.5 度) に対して垂直になります。 北半球では緯度 66.5 度までの 6 月 21 日の夏至の日は、昼が夜より長く、南半球では夜が昼より長く、この日は天文学的に北半球では夏の始まり、南半球では冬の始まりとなります。

12月22日（冬至の日）は、南半球では緯線が66.5度まであり、日の長さが長くなりますが、北半球では同じ緯線より北にあると、日の長さが短くなります。 冬至の日は、北半球では天文学的な冬の始まりであり、南半球では夏の始まりです。

地球は常に運動しており、太陽の周りと地軸の周りを回転しています。 この動きと地軸の一定の傾き (23.5°) は、私たちが通常の現象として観察する影響の多くを決定します。たとえば、昼と夜 (地軸を中心とした地球の自転による)、季節の変化 (地軸の傾きによる)、地域ごとの異なる気候などです。 地球儀は回転でき、その軸は地球の軸 (23.5 °) と同じように傾いているため、地球儀を使用すると、その軸の周りの地球の動きを非常に正確に追跡できます。また、「地球 - 太陽」システムの助けを借りて、太陽の周りの地球の動きを追跡できます。

地軸を中心とした地球の回転

地球は自らの軸を中心に西から東へ（北極から見て反時計回りに）回転します。 地球が自転を完全に 1 回転するには、23 時間 56 分 4.09 秒かかります。 昼と夜は地球の自転によるものです。 地球の軸の周りの回転の角速度、または地球の表面上の任意の点が回転する角度は同じです。 1時間で15度です。 しかし、赤道上のどこでも回転の直線速度は時速約 1,669 キロメートル (464 m/s) であり、極ではゼロに減少します。 たとえば、緯度 30 度の回転速度は 1445 km/h (400 m/s) です。
私たちが地球の自転に気づかないのは、私たちの周りのすべての物体が私たちと同時に同じ速度で平行して動いており、私たちの周りの物体には「相対的な」動きが存在しないという単純な理由からです。 たとえば、穏やかな天候で、水面に波がなく、加速も減速もなく船が均一に移動する場合、舷窓のない船室にいると、船室内のすべての物体が私たちと船と平行に移動するため、そのような船がどのように動くかをまったく感じません。

太陽の周りの地球の動き

地球は自らの軸を中心に回転しますが、北極から見て太陽の周りを反時計回りに西から東へ回転します。 地球が太陽の周りを完全に 1 回転するには、1 恒星年 (約 365.2564 日) かかります。 地球が太陽の周りを回る軌道を地球軌道といいます。そしてこの軌道は完全な円形ではありません。 地球から太陽までの平均距離は約 1 億 5,000 万キロメートルですが、この距離は最大 500 万キロメートルまで変化し、小さな楕円軌道 (楕円) を形成します。 地球の軌道上で太陽に最も近い点を近日点と呼びます。 地球は1月上旬にこの地点を通過します。 地球の軌道上で太陽から最も遠い点を遠日点と呼びます。 地球は7月上旬にこの地点を通過します。
私たちの地球は太陽の周りを楕円軌道で運動するため、公転速度が変化します。 7 月の速度は最小 (29.27 km/s) で、遠日点 (アニメーションの上の赤い点) を通過した後加速し始めます。1 月の速度は最大 (30.27 km/s) で、近日点を通過した後 (下の赤い点) 減速し始めます。
地球は太陽の周りを一周しますが、9億4,200万キロメートルに相当する距離を365日6時間9分9.5秒で通過します。つまり、私たちは地球とともに太陽の周りを平均秒速30キロメートル（時速10万7,460キロメートル）の速度で走り、同時に地球は自転を24時間で1回（1年に365回）します。
実際、地球の動きをより厳密に考えると、地球の周りの月の回転、他の惑星や星の引力など、さまざまな要因が地球に影響を与えるため、地球の動きはさらに複雑になります。

この記事を読んでいるあなたは、座ったり、立ったり、寝転んだりしていても、地球が赤道で約 1,700 km/h という猛スピードで地軸の周りを回転しているとは感じません。 ただし、回転速度はkm/sに換算するとそれほど速くは感じられません。 それは0.5 km / sであることが判明しました - 周囲の他の速度と比較して、レーダー上でかろうじて目に見える閃光です。

太陽系の他の惑星と同じように、地球は太陽の周りを公転しています。 そしてその軌道上にとどまるために、秒速30kmの速度で移動します。 太陽に近い金星と水星はより速く移動しますが、その軌道が地球の軌道を通過する火星はよりゆっくりと移動します。

しかし、太陽ですら一箇所に留まっているわけではありません。 私たちの天の川銀河は巨大で巨大で、しかも移動可能です。 すべての星、惑星、ガス雲、塵粒子、ブラック ホール、暗黒物質 - これらすべては共通の質量中心に対して移動します。

科学者によると、太陽は銀河の中心から2万5000光年の距離にあり、楕円軌道を描いて2億2000万年から2億5000万年ごとに完全に公転しているという。 太陽の速度は約200〜220 km / sであることが判明しています。これは、地球の地軸の周りの速度の数百倍、太陽の周りを移動する速度の数十倍です。 これは私たちの太陽系の動きの様子です。

銀河は静止していますか? またしてもいいえ。 巨大宇宙物体は質量が大きいため、強い重力場を生成します。 宇宙に少し時間を与えれば（そして私たちにはそれができました - 約138億年）、すべてが最大の魅力の方向に動き始めます。 そのため、宇宙は均一ではなく、銀河や銀河のグループで構成されています。

これは私たちにとって何を意味するのでしょうか?

これは、天の川銀河が、近くにある他の銀河や銀河群によってそれ自体に引き寄せられることを意味します。 これは、巨大な物体がこのプロセスを支配していることを意味します。 そしてこれは、私たちの銀河だけでなく、私たちの周囲のすべての人がこれらの「トラクター」の影響を受けていることを意味します。 私たちは宇宙で私たちに何が起こっているのかを理解することに近づいていますが、たとえば次のような事実がまだ不足しています。

• 宇宙が誕生した初期条件は何でしたか。
• 銀河内のさまざまな質量が時間の経過とともにどのように移動し、変化するか。
• 天の川と周囲の銀河や銀河団がどのように形成されたのか。
• そしてそれが今どうなっているのか。

ただし、それを理解するのに役立つトリックがあります。

宇宙は、ビッグバンの時から保存されている、温度 2.725 K の宇宙マイクロ波背景放射で満たされています。 場所によっては、わずかな偏差（約 100 μK）がありますが、一般的な温度のバックグラウンドは一定です。

これは、宇宙が138億年前のビッグバンで形成され、今も膨張と冷却を続けているためです。

ビッグバンから 38 万年後、宇宙は水素原子の形成が可能になる温度まで冷えました。 これに先立って、光子は残りのプラズマ粒子と常に相互作用し、衝突してエネルギーを交換していました。 宇宙が冷えるにつれて、荷電粒子が減り、粒子間の空間が増えます。 光子は空間内を自由に移動することができました。 レリック放射線は、プラズマによって地球の将来の位置に向けて放出された光子ですが、再結合がすでに始まっているため、散乱は避けられています。 それらは膨張を続ける宇宙の空間を通って地球に到達します。

この放射線を自分で「見る」ことができます。 シンプルなウサギの耳アンテナを使用した場合に空の TV チャンネルで発生する干渉は、CMB によって 1% です。

それでも、背景の温度はどの方向でも同じではありません。 プランクミッションの研究結果によると、天球の反対側の半球では温度が多少異なります。黄道より南の空の領域では温度がわずかに高く、約2.728 Kで、残りの半分では約2.722 Kです。

この差は、観測された残りの CMB 温度変動よりもほぼ 100 倍大きく、これは誤解を招きます。 なぜこうなった？ 答えは明白です。この違いは背景放射の変動によるものではなく、動きが存在するために現れます。

あなたが光源に近づくか、光源が近づくと、光源のスペクトルのスペクトル線は短波の方にシフトし（紫色シフト）、あなたが光源から離れるか、光源があなたから離れると、スペクトル線は長波の方にシフトします（赤方偏移）。

遺物の放射は多かれ少なかれエネルギー的であるはずがありません。これは、私たちが宇宙を移動していることを意味します。 ドップラー効果は、太陽系が CMB に対して 368 ± 2 km/s の速度で移動しており、天の川銀河、アンドロメダ銀河、三角銀河を含む局所的な銀河群が CMB に対して 627 ± 22 km/s の速度で移動していることを判断するのに役立ちます。 これらはいわゆる銀河の固有速度であり、数百 km/s です。 これらに加えて、宇宙の膨張による宇宙速度もあり、ハッブルの法則に従って計算されます。

ビッグバンからの残留放射線のおかげで、宇宙のすべてが絶えず動き、変化していることを観察できます。 そして私たちの銀河系はこのプロセスの一部にすぎません。

地球は常に運動しており、地軸の周りと太陽の周りを回転しています。 地球上では昼と夜の変化、季節の変化が存在するのはこのおかげです。 地球が地軸の周りをどのくらいの速さで移動するのか、そして地球が太陽の周りを回る速度はどのくらいなのかについて、さらに詳しく話しましょう。

地球はどのくらいの速度で回転しますか?

私たちの惑星は 23 時間 56 分 4 秒で地軸の周りを完全に一回転するため、この回転は毎日と呼ばれます。 地球上では一定期間内に昼が夜に変わる時間があることは誰もが知っています。

赤道では、最高回転速度は 1670 km/h になります。 しかし、この速度は地球上のさまざまな場所で変化するため、一定とは言えません。 たとえば、最低速度は北極と南極であり、ゼロに低下する可能性があります。

地球が太陽の周りを回る速度は、約 108,000 km / h または 30 km / s です。 太陽の周りの軌道では、私たちの惑星は150mlを超えます。 km。 私たちの惑星は365日と5時間48分46秒で星の周りを一周するため、4年ごとに閏年、つまり1日長くなります。

地球の速度は相対値とみなされます。地球の速度は、太陽、その軸、天の川との相対値でのみ計算できます。 それは不安定であり、他の空間物体との関係で変化する傾向があります。

興味深い事実は、4 月と 11 月の日の長さが標準のものと 0.001 秒異なることです。

V = (R e R p R p 2 + Re 2 t g 2 φ + R p 2 h R p 4 + Re 4 t g 2 φ) varphi ))))+(\frac ((R_(p))^(2)h)(\sqrt ((R_(p))^(4)+(R_(e))^(4)\,\mathrm (tg) ^(2)\varphi )) )\右)\オメガ)、 どこ R e (\displaystyle R_(e))= 6378.1 km - 赤道半径、 R p (\displaystyle R_(p))= 6356.8 km - 極半径。

• この速度で東から西へ（高度 12 km、モスクワの緯度で 936 km/h、サンクトペテルブルクの緯度で 837 km/h）で飛行する航空機は、慣性座標系内で静止します。
• 1恒星日の周期で地軸を中心に回転する地球と、1年周期で太陽の周りを回転する地球の回転を重ねると、太陽日と恒星日の不平等が生じます。平均太陽日の長さはちょうど24時間で、恒星日よりも3分56秒長くなります。

物理的な意味と実験による確認

地軸を中心とした地球の回転の物理的意味

あらゆる動きは相対的なものであるため、体の動きを研究する際の基準となる特定の基準枠を示す必要があります。 地球が架空の軸の周りを回転すると言うとき、それは地球が慣性基準系に対して回転運動を行うことを意味し、この回転の周期は恒星日、つまり天球（地球）に対する地球（天球）の完全な公転の周期に等しいことを意味します。

地球の地軸の周りの回転に関するすべての実験的証拠は、地球に関連付けられた基準系が特別な種類の非慣性基準系、つまり慣性基準系に対して回転運動を行う基準系であるという証明に還元されます。

慣性運動 (つまり、慣性座標系に対する等直線運動) とは異なり、閉じた実験室の非慣性運動を検出するために、外部の物体を観察する必要はありません。そのような運動は、局所的な実験 (つまり、この実験室の内部で実行される実験) を使用して検出されます。 この言葉の意味では、地軸を中心とした地球の回転を含む非慣性運動は絶対的と呼ぶことができます。

慣性力

遠心力の影響

自由落下加速度の地理的緯度への依存性。実験によると、加速度・自由落下は地理的緯度に依存し、極に近いほど大きくなります。 これは遠心力の作用によるものです。 まず、高緯度に位置する地表上の点は自転軸に近いため、極に近づくとその距離は大きくなります。 r (\表示スタイル r)回転軸から減少し、極でゼロに達します。 第二に、緯度が増加すると、遠心力ベクトルと水平面との間の角度が減少し、これにより遠心力の垂直成分が減少します。

この現象は 1672 年にフランスの天文学者ジャン・リシェがアフリカ遠征中にパリよりも赤道付近では振り子時計の動きが遅いことを発見したことで発見されました。 ニュートンはすぐに、振り子の周期は重力加速度の平方根に反比例し、赤道では遠心力によって減少する、と言ってこれを説明しました。

地球の平坦化。遠心力の影響により、極では地球が扁平になります。 17世紀末にホイヘンスとニュートンによって予言されたこの現象は、ペルー（ピエール・ブージェとシャルル・ド・ラ・コンダミーヌの指導の下）とラップランド（アレクシス・クレロとモペルトゥア自身の指導の下）で、この問題を解決するために特別に装備された2つのフランス遠征隊を処理した結果、1730年代後半にピエール・ド・モペルテュイによって初めて発見された。

コリオリの力の影響: 実験室での実験

この効果は極で最も明確に表現されます。極では、振り子面が完全に回転する周期が地球の地軸の周りの回転の周期（恒星日）と等しくなります。 一般的な場合、周期は地理的緯度の正弦に反比例し、赤道では振り子の振動面は変化しません。

ジャイロスコープ- 大きな慣性モーメントを持つ回転体は、強い摂動がなければ角運動量を保持します。 フーコーは、極点にないフーコーの振り子に何が起こったのかを説明するのにうんざりしており、別のデモンストレーションを展開しました。吊り下げられたジャイロスコープはその方向を維持しました。これは、観察者に対してゆっくりと回転したことを意味します。

銃の発砲時の発射体の偏向。コリオリの力のもう 1 つの観察可能な兆候は、水平方向に発射された発射体の軌道の偏向 (北半球では右へ、南半球では左へ) です。 慣性基準系の観点から見ると、子午線に沿って発射された発射体の場合、これは地球の回転の線形速度の地理的緯度への依存によるものです。赤道から極点まで移動するとき、発射体は速度の水平成分を変化させずに保持しますが、地表上の点の回転の線形速度は減少し、これにより発射体の子午線から地球の回転方向への変位が生じます。 ショットが赤道に平行に発射された場合、発射体の平行からの変位は、発射体の軌道が地球の中心と同じ平面内にあるのに対し、地球の表面上の点は地球の回転軸に垂直な平面内で移動するという事実によるものです。 この効果（子午線に沿って発砲した場合）は、17 世紀の 40 年代にグリマルディによって予測されました。 1651 年にリッチョーリによって初めて出版されました。

自由落下する物体の垂直からの偏差。 ( ) 物体の速度に大きな垂直成分がある場合、コリオリの力は東に向けられ、高い塔から (初速度なしで) 自由落下する物体の軌道の対応する逸脱につながります。 慣性座標系で考えると、この効果は、地球の中心に対する塔の頂上が基部よりも速く移動するという事実によって説明され、そのため、物体の軌道は狭い放物線となり、物体は塔の基部よりわずかに前方にあることがわかります。

エトヴェシュ効果。低緯度では、地表に沿って移動するコリオリの力は垂直方向に向けられ、その作用により、物体が西に動くか東に動くかに応じて、自由落下の加速度が増減します。 この効果は、20 世紀初頭に実験的に発見したハンガリーの物理学者ロランド・オートヴェシュにちなんで、エトヴェシュ効果と呼ばれています。

角運動量保存則を利用した実験。一部の実験は運動量保存の法則に基づいています。つまり、慣性座標系では、運動量の値 (運動量と慣性と回転角速度の積に等しい) は、内部力の作用下では変化しません。 ある初期時点でその設備が地球に対して静止している場合、慣性基準系に対するその回転速度は地球の回転の角速度に等しい。 システムの慣性モーメントを変更すると、その回転の角速度が変化するはずです。つまり、地球に対する回転が始まります。 地球に関連付けられた非慣性座標系では、コリオリ力の作用の結果として回転が発生します。 このアイデアは、1851 年にフランスの科学者ルイ・ポアンソによって提案されました。

最初のそのような実験は 1910 年にハーゲンによって実行されました。滑らかなクロスバー上の 2 つの重りは、地球の表面に対して動かないように設置されました。 次に、負荷間の距離が減少しました。 その結果、インスタレーションはローテーションになりました。 さらに説明的な実験は、1949 年にドイツの科学者ハンス ブッカによって行われました。長さ約 1.5 メートルの棒が長方形のフレームに垂直に取り付けられました。 当初、ロッドは水平であり、設備は地球に対して静止していました。 次に、ロッドを垂直位置にすると、装置の慣性モーメントが約 10 4 倍変化し、地球の自転速度よりも 10 4 倍高い角速度で急速に回転しました。

お風呂の漏斗。

コリオリの力は非常に弱いため、シンクや浴槽で排水するときの水の渦の方向に与える影響は無視できるほどであり、一般に漏斗内の回転方向は地球の自転とは無関係です。 慎重に制御された実験でのみ、コリオリ力の影響を他の要因から分離することができます。北半球では漏斗は反時計回りにねじれ、南半球ではその逆になります。

コリオリの力の影響: 環境における現象

光学実験

地球の回転を実証する多くの実験はサニャック効果に基づいています。リング干渉計が回転すると、相対論的効果により、到来するビームに位相差が現れます。

どこ A (\displaystyle A)- 赤道面（回転軸に垂直な面）上のリングの投影面積、 c (\表示スタイル c)- 光の速度、 ω (\displaystyle \omega )- 回転の角速度。 地球の自転を実証するために、この効果は 1923 年から 1925 年に実施された一連の実験でアメリカの物理学者マイケルソンによって使用されました。 サニャック効果を使用した現代の実験では、リング干渉計を校正するために地球の回転を考慮する必要があります。

地球の日周回転に関する実験的実証は他にも数多くあります。

回転ムラ

歳差運動と章動運動

地球の毎日の自転の考えの歴史

古代

地軸の周りの地球の回転による空の毎日の回転の説明は、ピタゴラス学派の代表であるシラクサ人のヒケットとエクファントによって最初に提案されました。 いくつかの復元によれば、ピタゴラス派のクロトンのフィロラウス (紀元前 5 世紀) も地球の自転を主張しました。 地球の自転を示唆していると解釈できる記述がプラトンの対話篇に含まれている ティマイオス .

しかし、ギケタとエクファントについてはほとんど何も知られておらず、存在自体が疑問視されることもあります。 ほとんどの科学者の意見によると、フィロラウスの世界の星系内の地球は回転せず、セントラル・ファイアの周りを前進運動していました。 プラトンは他の著書でも、地球は不動であるという伝統的な見解に従っています。 しかし、私たちは地球の自転という考えが哲学者ヘラクレイデス・ポンティウス（紀元前 4 世紀）によって擁護されたという多数の証拠を受け取りました。 おそらく、ヘラクレイドの別の仮定は、地球がその軸を中心に回転するという仮説と関連しています。各星は地球、空気、エーテルを含む世界であり、これらすべては無限の空間に位置しています。 実際、毎日の空の回転が地球の回転の反映である場合、星が同じ球上にあると考えるという前提は消えてしまいます。

約 1 世紀後、地球の自転の仮定は、サモス島の偉大な天文学者アリスタルコス (紀元前 3 世紀) によって提案された最初の仮定の不可欠な部分になりました。 アリスタルコスは、バビロニアのセレウコス人（紀元前 2 世紀）や、宇宙は無限であると考えたヘラクリッド・ポンティクスによって支持されました。 地球が毎日自転するという考えは、西暦 1 世紀にはすでに支持者がいたという事実があります。 たとえば、哲学者セネカ、デルキリッド、天文学者クラウディウス・プトレマイオスのいくつかの発言が証言しています。 しかし、圧倒的多数の天文学者や哲学者は、地球が動かないことを疑いませんでした。

地球の運動の考えに対する反論は、アリストテレスとプトレマイオスの著作に見られます。 したがって、彼の論文では、 天国についてアリストテレスは、回転する地球上では、垂直に上向きに投げられた物体は、その運動が始まる地点まで落ちることはできない、つまり投げられた物体の下で地球の表面が動くという事実によって、地球の不動性を正当化した。 アリストテレスによる地球の不動性に関するもう 1 つの議論は、彼の物理理論に基づいています。地球は重い天体であり、重い天体は世界の中心に向かって移動する傾向があり、地球の周りを回転することはありません。

プトレマイオスの研究から、地球の回転仮説の支持者たちは、空気とすべての地上物体の両方が地球とともに移動するというこれらの議論に答えたということになります。 どうやら、この推論における空気の役割は根本的に重要であるようです。なぜなら、地球に沿った空気の動きこそが私たちの惑星の回転を隠すものであると理解されているからです。 プトレマイオスはこれに次のように反論した。

空中の物体は常に遅れているように見えます... そして、もしそれらの物体が全体として空気と一緒に回転すると、どの物体も他の物体より先を行ったり遅れたりしているようには見えませんが、その場に留まり、飛行したり投げたりしても、私たちが自分の目で見ているような逸脱や別の場所への移動はせず、地球は静止していないので、減速したり加速したりすることはありません。

中世

インド

地球がその軸の周りを回転することを示唆した最初の中世の著者は、インドの偉大な天文学者で数学者のアリヤバータ (5 世紀後半から 6 世紀初頭) でした。 彼は論文のいくつかの場所でそれを定式化しています。 アリアバティア、 例えば：

前進する船に乗っている人が後退する固定物体を見るのと同じように、観測者には西に向かって直線的に移動する恒星が見えます。

このアイデアがアリヤバータ自身のものなのか、それとも古代ギリシャの天文学者から借用したのかは不明です。

アリヤバータを支持したのは、ただ 1 人の天文学者、プルトゥダカ (9 世紀) でした。 ほとんどのインドの科学者は地球の不動性を擁護してきた。 したがって、天文学者ヴァラハミヒラ (6 世紀) は、回転する地球では、空を飛んでいる鳥は巣に戻ることができず、石や木が地表から飛び去ってしまうだろうと主張しました。 著名な天文学者ブラフマグプタ (6 世紀) も、高い山から落ちた物体は麓に沈む可能性があるという古い議論を繰り返しました。 しかし同時に、彼はヴァラハミヒラの議論の 1 つを拒否しました。彼の意見では、たとえ地球が回転しても、物体は重力のためにそこから離れることはできないのです。

イスラム東部

地球の自転の可能性は、イスラム教東部の多くの科学者によって検討されました。 したがって、有名な幾何学者アル・シジジはアストロラーベを発明しましたが、その動作原理はこの仮定に基づいています。 一部のイスラム学者（名前は判明していませんが）は、地球の回転に対する主な議論、つまり落下物体の軌道の垂直性を反論する正しい方法さえ見つけました。 本質的には、同時に、運動の重ね合わせの原理も述べられ、それによれば、あらゆる運動は 2 つ以上の要素に分解できます。回転する地球の表面に関して、落下する物体は鉛直線に沿って移動しますが、この線を地球の表面に投影した点は、その回転によって移動します。 これは、有名な科学者であり百科事典学者のアル・ビルーニによって証明されていますが、彼自身は地球が動かないことに傾倒していました。 彼の意見では、落下物体に何らかの追加の力が作用した場合、回転する地球に対するその作用の結果、実際には観察されない何らかの影響が生じるだろう。

マラガ天文台とサマルカンド天文台に関係していた XIII ～ XVI 世紀の科学者の間で、地球の不動性を経験的に正当化できる可能性について議論が展開されました。 したがって、有名な天文学者クトゥブ・アッド・ディン・アシュ・シラジ（XIII-XIV世紀）は、地球の不動性は実験によって証明できると信じていました。 一方、マラガ天文台の創設者であるナシル・アッディン・アトゥシは、地球が回転すると、この回転はその表面に隣接する空気の層によって分離され、地球の表面近くのすべての動きは地球が静止しているのとまったく同じように起こると信じていました。 彼は彗星の観測を利用してこれを正当化しました。アリストテレスによれば、彗星は上層大気における気象現象です。 それにもかかわらず、天文観測は、彗星が天球の毎日の回転に関与していることを示しています。 その結果、空気の上層は空の自転に巻き込まれるため、下層も地球の自転に巻き込まれる可能性があります。 したがって、この実験では地球が回転するかどうかという疑問には答えることができません。 しかし、彼はアリストテレスの哲学に沿ったものとして、地球の不動性を支持し続けました。

後のイスラム学者のほとんど（アル・ウルディ、アル・カズヴィニ、アン・ナイサブリー、アル・ジュルジャニ、アル・ビルジャンディなど）は、回転する地球と静止する地球上のすべての物理現象は同じ結果をもたらすというアト・トゥシの意見に同意した。 しかし、この場合の空気の役割はもはや基本的なものとは考えられていません。空気だけでなく、すべての物体も回転する地球によって運ばれます。 したがって、地球の不動を正当化するには、アリストテレスの教えを関与させる必要があります。

これらの論争において特別な立場をとったのは、サマルカンド天文台の 3 代目所長であるアラウディン・アリ・アル・クシチ (15 世紀) であり、彼はアリストテレスの哲学を否定し、地球の回転は物理的に可能であると考えました。 17世紀、イランの神学者で学者百科事典のバハ・アルディン・アル・アミリも同様の結論に達しました。 彼の意見では、天文学者や哲学者は地球の自転を反証する十分な証拠を提供していません。

ラテン西

地球の運動の可能性についての詳細な議論は、パリの学者ジャン・ビュリダン、ザクセンのアルベール、ニコラス・オレム（14世紀後半）の著作に広く記載されている。 彼らの作品の中で示されている、空ではなく地球の自転を支持する最も重要な議論は、宇宙と比較した地球の小ささであり、そのため毎日の空の自転を宇宙のせいとするのは非常に不自然である。

しかし、これらの科学者は全員、根拠は異なるものの、最終的には地球の自転を否定しました。 したがって、ザクセンのアルバートは、この仮説では観測された天文現象を説明できないと信じていました。 ブリダンとオレムは、回転の原因が地球か宇宙かに関係なく、どの天体現象も同じように起こるべきであるとして、これに当然ながら反対した。 ブリダンは、地球の回転に反対する重要な議論を 1 つだけ見つけることができました。それは、垂直に上向きに放たれた矢は、真っ直ぐな線に沿って落ちますが、彼の意見では、地球が回転しているため、矢は地球の動きに遅れて射点の西に落ちるはずです。

しかし、この議論さえもオレスムによって拒否されました。 地球が自転すると、矢は垂直上方に飛び、同時に東に移動し、地球とともに回転する空気に捕らえられます。 したがって、矢は発射された場所と同じ場所に落ちなければなりません。 ここでも空気の巻き込みの役割が言及されていますが、実際には空気は特別な役割を果たしているわけではありません。 これは、次のアナロジーで説明されます。

同様に、動いている船内で空気が閉じられている場合、この空気に囲まれている人にとっては、空気は動いていないように見えるでしょう...人がこの動きを知らずに東に高速で移動している船に乗っていて、船のマストに沿って腕を真っすぐに伸ばした場合、その人には手が直線的に動いているように見えるでしょう。 同様に、この理論によれば、垂直上または垂直下に矢を射った場合にも同じことが起こるように思えます。 東へ高速で移動する船の内部では、縦、横、下、上、全方向といったあらゆる種類の動きが起こりますが、それらは船が静止しているときとまったく同じように見えます。

さらに、オレムは相対性原理を予想した定式化を与えています。

したがって、天には日周運動があり、地球には日周運動がないことをいかなる経験によっても証明することは不可能である、と私は結論づけます。

しかし、地球の自転の可能性に関するオレスム氏の最終評決は否定的でした。 この結論の根拠は次の聖書の本文でした。

しかし、これまでのところ、反対の議論にもかかわらず、誰もが支持しており、私は、「神は揺れることのない地球の輪を創造した」ため、動いているのは地球ではなく[天国]であると信じています。

地球が毎日自転する可能性については、その後の中世ヨーロッパの科学者や哲学者によっても言及されましたが、ブリダンとオレムに含まれていない新たな議論は追加されていません。

したがって、中世の科学者は事実上、地球の回転の仮説を受け入れませんでした。 しかし、東洋と西洋の科学者による議論の過程で、多くの深い考えが表明され、それがニューエイジの科学者によって繰り返されることになります。

ルネサンスと近代

16 世紀前半、空の毎日の回転の理由は地軸の周りの地球の回転であると主張するいくつかの作品が出版されました。 そのうちの1つは、イタリアのチェリオ・カルカニーニの論文「空は動かず、地球は回転するという事実、または地球の永久運動について」（1525年頃に書かれ、1544年に出版された）でした。 彼は同時代の人々に大きな印象を残さなかった。なぜなら、その時までにポーランドの天文学者ニコラウス・コペルニクスの基本的著作「天球の回転について」（1543年）がすでに出版されており、そこでは地球の毎日の回転の仮説がアリスタルコス・サモスキーのように地動説世界の一部となっていたからである。 コペルニクスは以前、小さな手書きのエッセイで自分の考えを表現しました。 ちょっとしたコメント(1515 年以前)。 コペルニクスの主要な著作より 2 年早く、ドイツの天文学者ゲオルク・ヨアヒム・レーティクの著作が出版されました。 最初の物語(1541)、コペルニクスの理論が広く説明されています。

16世紀、コペルニクスは天文学者トーマス・ディッゲス、レティック、クリストフ・ロスマン、マイケル・メストリン、物理学者ジャンバティスタ・ベネデッティ、サイモン・ステヴィン、哲学者ジョルダーノ・ブルーノ、神学者ディエゴ・デ・スニガらによって全面的に支持された。 一部の科学者は、地球が地軸を中心に回転することを認め、地球の前進運動を拒否しました。 これは、ウルススとしても知られるドイツの天文学者ニコラス・ライマースや、イタリアの哲学者アンドレア・チェザルピーノやフランチェスコ・パトリシの立場でした。 地球の自転運動は支持したが、その並進運動については言及しなかった傑出した物理学者ウィリアム・ギルバートの視点は完全には明らかではない。 17 世紀初頭、世界の地動説 (地軸を中心とした地球の回転を含む) は、ガリレオ・ガリレイとヨハネス・ケプラーから多大な支持を受けました。 16 世紀から 17 世紀初頭にかけて、地球の運動の考えに対して最も影響力のある反対者は、天文学者のティコ・ブラゲとクリストファー・クラヴィウスでした。

地球の自転の仮説と古典力学の形成

実際、XVI-XVII世紀に。 地球の軸回転を支持する唯一の議論は、この場合、巨大な回転速度を恒星球のせいとする必要はない、というものであった。なぜなら、宇宙の大きさが地球の大きさを大幅に超えることは古代においてすでに確実に確立されていたからである（この議論はブリダンとオレムも含んでいた）。

この仮説に対して、当時のダイナミックな発想に基づく議論が表明されました。 まず第一に、これは落下体の軌道の垂直性です。 他にも、東方向と西方向の射撃範囲が等しいなどの議論がありました。 地球上の実験では日周回転の影響が観察できないという質問に答えて、コペルニクスは次のように書いています。

水の要素が結合した地球が回転するだけでなく、大気のかなりの部分と何らかの形で地球に似ているすべてのもの、またはすでに地球に最も近く、陸地と水の物質で飽和している大気は、地球と同じ自然法則に従っているか、または隣接する地球から絶え間なく回転し、何の抵抗もなしに伝達される後天的な運動を持っています。

したがって、地球の回転による空気の巻き込みが、地球の自転が観測できない主な役割を果たしています。 この意見は、16 世紀のコペルニクス派の大多数によって共有されていました。

16 世紀における宇宙の無限の支持者には、トーマス・ディッグス、ジョルダーノ・ブルーノ、フランチェスコ・パトリシもいた。彼ら全員が、地球が地軸を中心に回転するという仮説を支持した（最初の 2 人は太陽の周りも回転する）。 クリストフ・ロスマンとガリレオ・ガリレイは、宇宙の無限性について明確に語っていませんでしたが、星々は地球からさまざまな距離にあると信じていました。 一方、ヨハネス・ケプラーは地球の自転を支持しながらも、宇宙の無限性を否定しました。

地球の回転に関する議論の宗教的背景

地球の自転に対する多くの反対意見は、聖書の本文との矛盾に関連していました。 これらの反対意見には 2 種類ありました。 まず、日々の運動を行っているのが太陽であることを確認するために、聖書のいくつかの場所が引用されています。たとえば、次のとおりです。

日が昇り、日が沈み、昇る場所へ急いで行きます。

この場合、太陽の東から西への運動は毎日の空の自転の一部であるため、地球の自転が攻撃を受けていました。 これに関連して、ヨシュア記の一節がよく引用されます。

主がギベオンでアモリ人をイスラエルの手に渡された日、イエスはイスラエルの子らの面前で打たれ、イスラエル人の前でこう言われました。「やめなさい、太陽はギベオンの上にあり、月はアヴァロンの谷の上にあります。」

停止せよという命令は地球ではなく太陽に対して与えられたので、このことから毎日の運動を行っているのは太陽であると結論づけられました。 地球の不動性を支持するために、次のような他の文章も引用されています。

あなたは地球を堅固な基礎の上に据えました、それは永遠に揺れることはありません。

これらの文章は、地球の地軸の周りの回転と太陽の周りの公転の両方の概念に反すると考えられていました。

地球の自転の支持者（特にジョルダーノ・ブルーノ、ヨハン・ケプラー、そして特にガリレオ・ガリレイ）は、さまざまな方向から擁護した。 まず、彼らは、聖書は一般の人々に理解できる言語で書かれており、もしその著者が科学的に明確な定式化を与えていたら、聖書の主要な宗教的使命を果たすことができなかったであろうと指摘した。 したがって、ブルーノは次のように書いています。

多くの場合、与えられた事例や都合に基づいてではなく、真実に基づいて多くの推論を行うのは愚かで不当です。 例えば、「太陽は生まれ、昇り、正午を通り、アクイロンに傾く」という言葉の代わりに、「地球は東に円を描き、沈む太陽を離れて、蟹座から南、山羊座からアクイロンまでの2つの熱帯地方に傾く」と賢者が言ったとしたら、聞いている人はこう考え始めるでしょう。 彼は地球が動いていると言っていますか？ このニュースは何ですか? 結局のところ、彼らは彼を愚か者だとみなしたでしょうし、彼は本当に愚か者だったでしょう。

この種の回答は、主に太陽の日周運動に関する反対意見に対して行われました。 第二に、聖書の一部の箇所は寓意的に解釈されるべきであることが指摘されました（聖書の寓話の記事を参照）。 それで、ガリレオは、聖書を完全に文字通りに受け取ると、神には手があり、怒りなどの感情に影響されやすいことが判明すると指摘しました。一般に、地球の運動の教義の擁護者の主な考えは、科学と宗教には異なる目標があるということでした。科学は理性の議論に導かれて物質世界の現象を検討し、宗教の目標は人間の道徳的改善、彼の救いです。 ガリレオは、これに関連して、聖書は天国の作り方ではなく、天国に昇る方法を教えているというバローニオ枢機卿の言葉を引用しました。

これらの議論はカトリック教会によって説得力がないとみなされ、1616年に地球の自転の教義は禁止され、1631年にガリレオは弁護の罪で異端審問によって有罪判決を受けた。 しかし、イタリア国外では、この禁止は科学の発展に大きな影響を与えず、主にカトリック教会自体の権威の低下に寄与しました。

地球の運動に対する宗教的議論は教会の指導者だけでなく、科学者（例えばティコ・ブラゲ）によっても提起されたことを付け加えなければなりません。 一方、カトリック修道士パオロ・フォスカリーニは、「地球の可動性と太陽の不動性、そして新しいピタゴラス的宇宙体系に関するピタゴラス派とコペルニクスの見解に関する手紙」（1615年）という小論文を書き、そこでガリレオに近い考察を表明し、スペインの神学者ディエゴ・デ・スニガは、聖書のいくつかの箇所を解釈するためにコペルニクスの理論を使用したことさえある（ただし、彼は後に考えを変えた）。 したがって、神学と地球の運動に関する教義との間の対立は、科学と宗教との間の対立というよりはむしろ、科学の基礎となる古い方法論原理（17世紀初頭までにはすでに時代遅れだった）と新しい方法論原理との間の対立であった。

科学の発展における地球自転仮説の意義

地球の回転理論によって引き起こされる科学的問題の理解は、古典力学の法則の発見と、宇宙の無限の考えに基づく新しい宇宙論の創造に貢献しました。 この過程で議論されたこの理論と聖書の文字通りの解釈との間の矛盾は、自然科学と宗教の境界線の一因となった。