天球

天球とは

天球（てんきゅう、celestial sphere）とは、地球を中心とする球体で、惑星や恒星がその表面を動いていると考えられた概念です。この考えは、地球から見た天体の方向を表現する際に用いられる仮想的な球面を指します。

歴史的背景

古代ギリシャのアリストテレスは、天動説に基づいて宇宙の構造を考えました。これを引き継いで2世紀のプトレマイオスは、著作『アルマゲスト』で天球の概念を導入しました。彼は、惑星や恒星が複数の水晶のような天球に囲まれているとする宇宙像を提示しました。プトレマイオスのモデルは、実際の惑星の動きの複雑さを説明するために、周転円やエカント点を用いるなどの工夫を必要としました。このように、天球は単なる数学的なモデルではなく、宇宙の実体を示すものとして扱われるようになりました。

その後このモデルは、アラビアやヨーロッパに受け継がれ、17世紀までその重要性が失われることはありませんでした。16世紀、コペルニクスは地動説を提唱し、惑星の運動を含む新しい宇宙像を形成しました。彼の体系では、惑星が運動する球体と恒星の天球が存在しています。コペルニクスは、プトレマイオスの体系からの逸脱を少なくし、太陽系の調和を目指しました。しかし、彼の理論でも恒星の年周視差が観測されなかったため、恒星天は惑星の天球よりも大きな存在と見なされることになりました。

天球の進化とケプラー

1609年、ヨハネス・ケプラーが『新天文学』において火星と他の惑星の軌道が楕円であることを示しました。この発見により、惑星の動きが完全な球を基準とすることは不可能とされ、天球の存在を維持することが困難になりました。ケプラーは、宇宙を有限のものとしつつも、惑星の運動を支持するという新たな視点を提供しました。

その後、空間において無限の自由を持つ惑星の運動を考えることが主流となり、デカルトはこの概念を機械論的アプローチで説明し、重力の定式化に至る道筋を開きました。アイザック・ニュートンは、重力を空間の作用として定式化し、こうした考えに神学的信念から異を唱えました。

位置天文学における天球

位置天文学において、天球のモデルは、暦の計算や日常的な星の位置の計算において有用です。天体の運動を地球を中心とした説明にすることで、天文現象を扱いやすくするためです。天球上の情報は、赤道座標や黄道座標を用いて示され、天体の位置を特定します。

結論

天球の概念は、古代から現代に至るまでの天文学の進化を象徴する重要な要素です。歴史的変遷を経て、天球はただの仮想的なモデルから、実体のない宇宙の原理や法則を理解する鍵として位置づけられています。

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