オレゴン州の海岸を訪れた子供の頃、私はよく疑問に思いました。年をとって夜空に目を向けると、よく似たようなことを考えていました。地球を一周したことのある人はほとんどいませんし、月を超えて宇宙に挑戦したことのある人もいませんが、これらの質問に対する答えのいくつかを知っています.広大さは計り知れません。これらの膨大な数は、私たちの日常生活ではほとんど意味がないかもしれませんが、少なくともそれらが知られていることは知っています.
これが真実ではない世界に住んでいたに違いないことを考えてみてください.計り知れないという感覚、計り知れないものの確実性が当たり前であり、世界を知ることができるという考えは斬新なアイデアでした.哲学者アナクサゴラスは、紀元前 500 年頃に生まれました。現在のトルコの海岸である東地中海で。哲学が自然界に注目したのはつい最近のことでした。 100 年も経たないうちに、ミレトスのタレスは、戦争を終わらせた日食を予言したと思われます。このことは、私たちの世界は予測可能であり、出来事は神々の気まぐれだけではないことを示唆しています。
このような物理現象の世界で、アナクサゴラスは、ある天体が別の天体からの光を遮断するときに日食が起こることを、私たちが知る限り最初に理解しました。日食の原因としての神と竜の否定は、それ自体が革命的な考えでしたが、アナクサゴラスはそれをさらに進めました。地球が月の影に移動したという理由だけで日食が起こった場合、彼は推論しました。月の大きさについて教えてください。さらに、月が太陽を覆っていたので、太陽はもっと遠くにあるはずです。それでもほぼ同じ大きさに見えるためには、太陽は月よりも大きくなければなりません。ここに科学的思考の力があります。地球を横切る影の範囲を測定すると、月は少なくとも影と同じくらい大きく、太陽はさらに大きくなければならないことがわかります。神秘主義はそのような機会を提供しませんでした:悪魔が太陽をむさぼり食うときに日食が起こるなら、私たちが地球上で行った測定が悪魔のサイズを明らかにすべきであると信じる理由はありません.
紀元前 478 年 2 月 17 日、金環日食の影が地中海に広がり、ギリシャの島々とペロポネソス半島を横切り、空に「火の輪」を作り、それはほぼ 6 分間見えました。アテネに住んでいたアナクサゴラスは、環状線の正中線に沿って住んでいたはずであり、確かにその光景を見たにちがいないが、田舎を横切る影のサイズをたった6分で一人で測定することはできなかった.しかし、天才的な一撃で、彼は自分の質問に対する答えを見つけました。彼は単に海岸に降りて、到着した船員に彼らが見たものを尋ねました。当時、アテネは東地中海各地からの船の交易の中心地でした。海の船員が空に火の輪を見た場合、それを見たときにどこにいたかを覚えているでしょう。この光景を見た人、見なかった人すべての場所から、周囲の海の景色を横切る影の範囲が明らかになりました。アナクサゴラスは地元の港から遠く離れずに、月を測定しました。
アナクサゴラス自身の結論についての言葉はありませんが、後に続く人々の著作はあります。 500年後、ローマの歴史家プルタルコスは、「アナクサゴラス[月は]ペロポネソスと同じくらい大きい」と書いています。キリスト教会の 3 世紀の父であるローマのヒッポリュトスは、すべての異端の反駁に次のように書いています。 アナクサゴラスによれば、「太陽の大きさはペロポネソスを超えている」。アナクサゴラスが浜辺に立って月の大きさを測る話は、天文学の話です。私たちは、私たち自身の世界 (せいぜい私たち自身の太陽系) に閉じ込められた種です。しかし、この見晴らしの良い場所から、私たちが立っている岸辺の宇宙を調査しなければなりませんでした.そのために、日食、トランジットを研究する必要がありました。 （小さなものが大きなものの前に移動するとき）、および掩蔽 （大きなものが小さなものの前に移動するとき）。天文学は、星々にまたがる影によって部分的に可能になります。
天の海辺に立って、昼に見える世界から夜に見える星々まで、私たちの宇宙を歩み出しましょう。各ステップで、私たちはどこにいるのか、どこまで来たのかを学びます。距離を測定する最も簡単な方法は何ですか?歩けます。私たちは距離をフィートで測定します (少なくとも米国では)。足が自分の足のサイズとほぼ同じであることは偶然ではありません。人は歩いてどのくらいの距離を正確に測ることができますか?紀元前 3 世紀の地中海では、ベマティスト 正確で一定のペースで歩くことができる男性であり、そうするために報酬が支払われました。そのような人を雇って、風景全体の長距離を正確に測定することができます.ベマティストはエジプト ナイル川に沿って使用され、毎年の洪水の際にフィールド間の境界を示す機能が消去されました。ベマティストは、アレクサンドリアからシエネまでナイル川の南に沿って長く平坦で特徴のない風景をゆっくりと歩くのに特に適していました。 離れて (stadia の正確な定義に応じて、約 520 モダン マイル) 使用済み）。この距離を知っているのは、紀元前 240 年頃のある時点で、アレクサンドリアの主任司書であったキレネのエラトステネスが、世界の大きさを見つけるためにそれを使用したからです。
エラトステネスは、夏至の日に真昼の太陽がシエネの井戸をまっすぐに照らし、影を落とさないと聞いていました。彼は、その日も他の日もアレクサンドリアでそのようなことが起きていないことを知っていたので、2 つの可能性のうちの 1 つが真実であるに違いありません:地球が平らで、太陽が非常に近かった (1 つの町にかかる雲がはるか南に見えるのと同じように)。別の場所から見た場合)、または太陽が遠くにあり、地球は丸い.答えは、月食中に月を見ることで見つけることができます。アリストテレスは、エラトステネスの実験の 1 世紀前に、月食のたびに地球の影が円のように見えることをすでに指摘していました。空のどこで日食が起こっても、地球が落とす影は決して変わりませんでした。どの方向から見ても同じように見える唯一の図形は球体でした.
地球の影はすでに地球が丸いことを確認していたので、シエネとアレクサンドリアの太陽の影の長さが異なることの唯一の説明は、地球の曲率でした.影の違いと影の間の距離から、地球の円周が明らかになりました。
原則の仕組みは次のとおりです。ある日、ハワイ諸島で、自分の足元に自分の影があり、旗竿とティキ トーテムがまったく影を落としていないことに気付いたと想像してください。頭上を見ると、空の最高点である天頂に太陽があります。ハワイ人はそれをラハイナ・ヌーンと呼んでいます これは毎年 2 回行われるマウイ島の町の名前にちなんで付けられました。あなたはすぐに、感銘を受けていないプエルトリコの友人に電話します。その瞬間、彼女は太陽が地平線上のカリブ海の海に触れている壮大な夕日を見ています.その瞬間、2 人は空で太陽が 90 度離れているのを見ます。つまり、円のちょうど 4 分の 1 (90 度/360 度 =1/4) 離れています。したがって、お互いに円の 4 分の 1、地球の円周の 4 分の 1 離れている必要があります。あなたとあなたの間の距離を測定し、4 を掛けると、地球一周の全距離がわかります。
これはまさにエラトステネスがしたことです。太陽が真上にあり、シエネで影が消えた瞬間、彼はアレクサンドリアで影の長さを測定し、太陽の位置に 7.2 度の変化があったと結論付けました。この違いは、2 つの都市が互いに地球を 1/50 (7.2 度/360 度) 離れていることを意味していました。それらの間の徒歩距離は 5,000 スタディアムだったので、地球全体は 250,000 スタディアムであるに違いないとエラトステネスは推論しました。スタジアムの正確な長さにもよりますが、彼の地球の円周の値は、現在わかっている実際の値からわずか 2% ずれていた可能性があります。しかし、この精度よりも重要なのは、それが可能であるという考えそのものです.
Tyler Nordgren は天文学者であり、レッドランズ大学の物理学准教授です。
からの抜粋 Sun Moon Earth:The History of Solar Eclipses to Omens of Doom から Einstein and Exoplanets by Tyler Norgren.Copyright © 2016. Available from Basic Books, an imprint of Perseus Books, a Division of PBG Publishing, LLC, a division of PBG Publishing, LLC.アシェット・ブック・グループ社
