地球が太陽の周りを回転するという単純な実験的証拠

地球が太陽の周りを公転する証拠を与える最も単純な実験または計算は何ですか？それらについて説明し、歴史を参照してください。このような引用のような多くの簡単な説明は、2つの星の相対的な位置が地球から観測されるなど、夜ごとに変化します。しかし、観測は、星が地球を周回するが、地球がまだ太陽を周回している間に異なる速度で周回するモデルとも一致していませんか？簡単な説明が役立つでしょう。

答えは皮肉です。良い道具がなければ、証拠はありません。太陽が地球を回ったと思っていた人々は、実際の証拠が地球が動いたことを示す2つの証拠の列が開かれた1700年代初期と1800年代半ばまで行った限り、完全に正しい。

スターライトの収差

ウィキペディアには、正しいが複雑すぎる説明があります。それについて考える最も簡単な方法は、雨の中で車の中で一時停止の標識にいる自分を想像することであり、雨はまっすぐに落ちています。動き始めると、雨の見かけの落下方向が変わり、あなたの前から降りてきて、あなたの方に傾いているように見えます。それは異常です。

1700年代初頭、星は位置を変えることが発見され、1727年、ジェームズブラッドリーは、太陽の周りの地球の動きによる星明けの減退としてそれを正しく特定しました。（黄道のどの星についても、地球は一年のうちのどこかの時点でそれに向かって移動し、半年後に地球から遠ざかります。）

視差

視差に関するWikipediaの記事の方が優れています。詳細については、それを参照してください。基本的に、あなたの前で指を上げて左目を閉じてそれを見てから、右目を閉じて見ると、背景に対して飛び越えるように見えます-向こうの壁や外の木々、その他何でも。目をすばやく切り替えて、はっきりと確認してください。

地球が太陽の周りを回るとき、近くの星も、より遠くの星と比べて位置がずれているように見えます。ここで重要な点は、星が太陽よりもはるかに小さかったと考えるのに十分な科学的理由があったことです。望遠鏡を通して見ると、星は円盤を示しており、太陽のようであれば、それらの円から距離を推定できます。そして、彼らは地球が本当に太陽の周りを回ったならば、視差が観察されるべきであったほど十分に近かった。しかし、そうではなく、目に見える視差がないことは、太陽中心理論に対する強い経験的議論でした。

現実にはもちろん視差が存在しますが、すべての星の視差は小さいです。なぜなら、それらはそれらの円盤から推定されたよりもはるかに遠くにあるからです。（目に見える円盤は実際には回折円盤であり、実際の円盤ではありませんでしたが、回折が理解されるようになったのはほぼ1世紀後のことです。）

地球が太陽の周りを回っているのではなく、地球が太陽の周りを回っているということを証明することはできません。たとえば、天気や潮流をモデル化するときは、回転しない地球中心、太陽中心、重心、または銀河中心の視点ではなく、地球中心の地球に固定された視点を使用する方がはるかに理にかなっています。たとえば、地球の天気をモデル化するために、太陽中心または銀河中心の視点を使用することもできますが、そうするのは愚かなことではありません。

一方、太陽系の振る舞いをモデル化する場合、太陽系の重心の視点を使用する方がはるかに理にかなっています。ただし、すべての参照フレームが（理論上）同様に有効であるため、地球中心の地球に固定された視点を使用できます。そうすることはもちろん、運動方程式を非常にいものにし、まだこれらの運動方程式を相対論的に正しいものにしようとするとonくなります。それにもかかわらず、地球中心の視点は、銀河系の振る舞いをモデル化する場合でも、理論的には有効です。

地球中心の視点の問題は、それが無効であることではありません（無効ではありません）。問題は、地球中心主義の支持者が、これが唯一の有効な視点であると主張した（そして悲しいことに主張し続けている）ことです。繰り返しになりますが、すべての参照フレームが等しく有効であるため、この引数は無効です。

注：慣性フレームが何らかの意味で特別であるからといって、非慣性フレームが無効であることを意味するわけではありません。

惑星、太陽、月、地球はすべて宇宙を移動する物体であり、明らかに固定された星を除外し、それらが相互にどのように移動するかについての証拠を確認するという考えから始めると、その文脈では、古代人でも利用可能な航海計器によって支援された肉眼天文学で発見されるいくつかの証拠があります。

観測された惑星の動きのパターンは、太陽中心軌道の証拠です。目に見える惑星は特定のパターンに従います。まず、水星と金星：

• それらは常に太陽の近くで見られます。
• 太陽からの水星と金星の両方の観測された角分離は、規則的なパターンを持っています。
• 水星は、金星よりもはるかに近い最大分離距離を持ち、その角度分離ははるかに速い速度で変化します。
• 両方の惑星は黄道の近くにとどまり、それに対して垂直に振動することはありません。
• 太陽の周りの両方の惑星の軌道は、比較的簡単に記録および予測できます。これは望遠鏡がなくても不正確に行うことができますが、水星にとって非常に難しく、太陽に非常に近いです。

天を移動する身体の前提から始めて、水星と金星が太陽中心軌道を持っている証拠がそこにあると信じています。ケプラーはそれを正確に説明しましたが、古代ギリシア人は、地球中心の用語でアンティキテーラ機構の望遠鏡なしで非常にうまく彼らの動きをモデル化することができました。

古代ギリシャの天文学者が、太陽中心の用語で内惑星の運動を正確にモデル化することを望んだならば、彼はそうすることができました。その方法は、固定された星がしっかりと固定されていると仮定し、それらすべての間の角距離を測定し、それらの間で動く惑星の運動をプロットすることです。 六分儀やその他の装置は、原始的な船員でさえ非常に熟練した古代の船員によって使用されていました。したがって、これは、あなたが求めている「単純な実験または計算」を実現するために行われた可能性があります。その質問を念頭に置いて、それが行われたかどうかは、少し異なる問題です。

今、地球自体のために。古代世界でさえ、恒星の日と太陽の日の関係はよく理解されてきました。黄道面の周りの太陽の歳差運動は、太陽中心軌道の証拠です。これを明確にするためにモデル化する必要があります。恒星時とメトニックサイクルに関連する古代の計算により、地球の太陽中心の動きは、考えられ、望めば、数学的にモデル化された可能性があることが明らかになりました。

外側の惑星については、私の考えではこれは最も直感的ではありませんが、地球と内側の惑星が太陽の周りを回るという考えに基づいてのみ、太陽中心の軌道の証拠もあります。これは彼らの逆行運動を観察することから来ています。これらの惑星は、特定の時間に「固定された背景の星」に対して逆行し、それらの時間は太陽からの角分離と相関する可能性があります。また、異なる惑星は、異なる速度で黄道帯を移動します。これは、逆行運動の振幅とも相関します。

このすべてを太陽中心の軌道でシミュレートすると、内側のより速い惑星で軌道上の外側のより遅い惑星を観測していることは非常に明白です。古代ギリシア人には、火星、木星、土星の動きをアンチキセラメカニズムで地球中心の用語でモデル化するのに十分なスキルがありました。したがって、外側の惑星の太陽中心運動の正確な数学的モデルは、到達したとしても、彼らの手の届く範囲にあったということです。

また、少なくとも一部の古代の思想家がこれらすべてを日中セントリックなモデルに解読できたという証拠もあります。古代ギリシャのサモスのアリスタルコスには、太陽中心のモデルがありました。しかし、プラトンと他の人はそれを嫌っているように見えました、そして、アリスタルコスの日の後によく来ると信じられているこのアンティキテーラ機構のこの再構成は、惑星の逆行運動をモデル化する地球中心のオリレを特徴とします。そして、太陽中心の考え方は少数派の中にとどまりました近代まで西にありました。おそらく、月の明白な地球中心の軌道、または星の問題（それらが正しいモデルに含まれるべきかどうか）、または普遍的な重力理論の欠如は、彼らにとって私たちにとって何が明確であるかを十分に不明瞭にしている。

最高の実験的証拠はたぶん逆行運動です。データを簡単に取得することはできません：天文学者が毎晩起きて各オブジェクトの位置の骨の折れる測定を維持しなければならないことは言うまでもなく、収集には長い時間がかかります。しかし、それはできます（古代ギリシア人はそれを知っていました）そして、現代の世界では、Stellariumのようなシミュレータを単に使用できます。

Stellariumをダウンロードして起動し、お住まいの地域に移動します。その後、シミュレーションの実行を設定し、何度も高速化します。太陽と星があなたの周りを回転するのが見えるはずです。次に、地面をオフにして（地球全体が見えるように）、大気をオフにして（日中に星が見えるように）、赤道マウントに切り替えます（Ctrl +M。これは、ほとんどの空が存在するマウントです）静止）、太陽、月、およびすべての惑星が円を​​描くように見えるまでズームアウトします。

次に、すべての惑星の動きを注意深く見てください。月（および太陽）が減速することなく輪になっているのがわかるはずです。これは、彼らが地球を一周した場合に予想されることです。しかし、水星はこの動きに追従しません-それは目に見えて太陽の周りに消えます。火星の振る舞いも異なります。火星はぐるぐる回ってから停止し、後方に戻り、そして再びぐるぐる回っています。この最後の行動は逆行運動と呼ばれ、その説明は多くの古代の天文学を占めていました。古代ギリシア人は、惑星が地球を周回して完全な円を描いて移動することを考えて、それを説明するために複雑なエピサイクルの理論を考え出しました（これらはどちらも現代の知識では真実ではありません）。

しかし、火星が地球の周りを回らず、代わりに太陽の周りを回った場合、逆行運動は簡単に説明できます。これは単に、火星が軌道上で追い越すと逆行することを意味します。さらに、これはまた、火星が逆行するたびに、最も明るく、太陽に対して空の反対側にある方法を説明します。また、Mercuryが太陽の周りをループする理由も説明しています。

これは、地心モデルが同じ観測を説明できないことを意味するものではありませんが、劇的に単純です。太陽中心モデルでは、すべての惑星は単純な経路、楕円上で太陽を回っています。地球中心モデルでは、すべての惑星が地球を一周しますが、三輪車の後は三輪車に乗っています。それが、OccamのRazorを適用して、より単純な説明が正しいと結論付けるときです。

さて...季節サイクルは、地球と太陽が互いに周回していることを示す十分な証拠です。AがBを周回するか、BがAを周回するかは、相対質量に関する議論です。他のすべての惑星の動きが、地球ではなく太陽の周りを回っている惑星と一致している場合、太陽の質量は巨大であり、したがって地球の引力によってほとんど影響を受けないと結論付けることができます。

空の星を詳細に観察すると、地球はおよそ30 km / sの速度で楕円軌道を描いていることがわかります。

星の視線速度がドップラー効果を使用して測定されるとき、それらは地球の動きのために修正されなければなりません。そうでない場合、1年の周期と最大30 km / sの振幅の、説明されていない速度の変調が見られます。これは、地球と太陽の軌道に対する星の方向によって異なります。飛行機。

同様に、地球中心のモデルは、地球上の観測者が空の星の位置を見ている理由を説明するのに失敗します。これは、彼らがどれだけ離れているかと逆相関しているように見える振幅（別名三角視差）で空の周期的な楕円を実行しますが、すべての期間は1年です。

おそらく、これらはあなたが考えていた「単純な」実験ではないかもしれませんが、宇宙は肉眼と常識に見えるもので常に理解できるとは限りません。

これは物事を過度に単純化するかもしれませんが、ここに私の行くことがあります：

• 平らな表面を作成します（平らなままである限り、大きければ大きいほど良いです）。例えば、水の静止した表面にボードを置きます。
• 正午にその表面に垂直に長いポール（長い方が良い）を立てます。
• 影（方向と長さ）を測定します。これは完全に平らな表面にある必要があります。
• 誰かをあなたの北に遠く（同じくらいの長さの）同じ時間（特に同じ長さのポール）にさせます（遠ければ遠いほど良い）。
• まったく同じ測定値の3分の1を、はるか南に持ってください。

測定値を評価することにより、以下を確立する必要があります。

• 地球の表面はほぼ球形です（実際には地球は楕円楕円ですが、それを確認するには3回以上の測定が必要です）
• 地球の直径は報告された値の範囲内です（+/-測定誤差の予想される偏差と、非常に大まかな推定のみを測定したという事実）
• 三角測量による地球と太陽の距離の大まかな推定

ピンホールカメラを使用すると、見かけの直径と上からの距離の推定値により、太陽の実際の直径の大まかな推定値を得ることができます。すべての測定誤差を累積しても、太陽と地球のサイズの差は数桁になるはずです。

ロッドの両端に2つのボールを取り付けます（ボールに比べてロッドが軽いほど良い）。ボールは、上記の測定値のおおよその近似値である必要があります（たとえば、質量の推定値を得るには、太陽が純粋な水素であり、地球が純粋な鉄であると推測できます）。ロッドに紐を取り付けて、バランスのポイントを見つけます。ほとんどの場合、太陽を表すボールへの道になります（ロッドの重量に対応する必要があります）。

これで、ストリングからぶら下がった状態で、2つのボールを互いに丸くすることができます。

どちらがもう一方を中心に展開していますか？

比較的簡単な機器で、木星の衛星の挙動を観察することができます。木星とすべての惑星が地球の周りを回転するという仮説を仮定すると、木星による衛星の閉塞は非常に規則的に起こると予想されるべきです。しかし、私たちが見ているのは、地球に結びついた時計とは異なる時間に起こっている出来事であり、非常に正確な時計ではありません。また、地球を直接周回していない衛星の観測は、地球中心のビューに疑問を投げかけます。

非常に簡単：相対運動のため、証拠は存在しません。あなたが思いつくどんな状況も、微調整された地心モジュールによって説明できます。アルバートアインシュタインは、「地球の動きは光学実験では検出できないと信じるようになった」と言ったとき、同じ結論に達しました。そして「...宇宙での地球の動きを地上実験で知覚できるようにすることができるかどうかという質問に。私たちはすでに、この性質のすべての試みが否定的な結果につながったことを述べた。相対性理論の前に否定された結果と和解することは困難でした。」