太陽系の中心に太陽

太陽と７つの惑星と月　(珍しい実写)
人類はいかにして「太陽が太陽系の中心である」という事実を知り得たか？

　太陽を中心とした太陽系モデルが初めて提唱されたのは、コペルニクスが登場する1,000年以上前のこと。
　太陽と惑星が存在する平面のずっと上空を飛ぶことができたとしたら、太陽系の中心には何が見えるのか？ この疑問に天文学者が答えるには随分と時間がかかり、やがては天動説（地球中心モデル）と地動説（太陽中心モデル）という有名な議論が巻き起こることになった。

天動説
　古代人は、背景の星々の間を動いているかのような明るい点の存在に気が付いていた。裸眼でも観測できる惑星を最初に発見した者の名は、時代の静寂の中に埋もれて知る由もないが、世界中の文化でその存在が知られていたことは確かだ。

　例えば古代ギリシア人は、惑星には月と太陽のほか、水星、金星、火星、木星、土星があると考えていた。その中心に地球があり（天動説）、他の惑星はその周囲を回っているとされた。その後、各曜日の名称がこの７つの動く光の点を象徴する神々の名にちなんで名づけられたことを思えばよい。

ポルトガルの地図製作者バルトロメウ・ベルホによる地球を中心とした宇宙（1568年）

地動説が支持されるようになるまでの歴史
　だが古代ギリシア人なら誰もが地球が中心にあると考えていたわけではない。最初に地動説を唱えたことで知られるサモスのアリスタルコスは、太陽が宇宙の中心であると考えた。彼がこれを提唱したのは3世紀のことだが、誰からも支持されることはなく、それから数世紀にわたって忘れ去られてしまう。
　ヨーロッパの学者たちが教育を受けたのはギリシアに由来とする学問であり、数世紀もの間、ほとんどがアリストテレスやプトレマイオスの教えの薫陶くんとうを受けることになった。

　しかしいくつか不可解な点もあった。例えば火星は一時的に後退して、再度前進を始めるかのように見えるときがある。プトレマイオスらは、周転円という惑星が大きな軌道の中を小さな円を描くように移動する概念によってこれを説明した。


　さすがに15～16世紀にもなると、ヨーロッパの天文学者たちはさらに他の問題に直面することになる。周転円の精度はますます不足し、船乗りは陸が見えない海を航海する際には、常に位置を記録し続けなければならなかったし、紀元前45年から続くユリウス暦も春分や秋分と一致しなくなってしまったのだ。これは当局にとっては、復活祭などの宗教上の祭日を決める上で問題であった。

　15世紀の天文学者ゲオルク・プールバッハとレギオモンタヌスは、ギリシアの文献に科学的な誤りがあることを発見していたが、それを取り入れ、天文学に応用したのはニコラウス・コペルニクスであった。彼の観測が人類の世界観にコペルニクス的転回をもたらすことになる。

　1543年に出版された『天体の回転について』には、今日知られているものと似た地動説が論じられている。ここでコペルニクスは、惑星の軌道は固定された太陽に対して記されるべきとし、地球自体は軸を中心に回転する惑星で、その軸と星々との向きの変化が春分点歳差という北極星の変化の原因であると説いた。

左が地動説の軌道　　　　　　右が天動説の軌道

左図のように太陽を太陽系の中心に据えることで、惑星の軌道を単純化できることに天文学たちは気がつき始める。これが火星の奇妙な動きをも説明することになった。すなわち地球は火星よりも小さな軌道を周回しており、地球が火星の脇を通り抜ける際に火星が後退しているように見えていたのだ。しかし完全に抜かした後は、火星は再び前進しているように見える。 　コペルニクス以外にも地動説の支持者が現れる。ヨハネス ・ケプラーのケプラーの法則は地動説に基づいたものだ。アイザック・ニュートンの『自然哲学の数学的諸原理』では、万有引力という力によって惑星の運行が説明された。

　ニュートンの万有引力理論は、重力とは巨大な質量を持つ物質による時空の歪みであると唱えたアルバート・アインシュタインによって補完された。これは太陽や惑星などの物体の運動を説明する最も優れた方法であるとされ、今日の宇宙船の軌道もこの理論を基に計算されている。