丸い地球

以前の文書では「地球を丸い」と考えた昔の人のリストが載っていましたが、現在の Wikipedia では各人物の紹介ページが別にできたため、この文書から消え失せたようです。かなり内容が変化したため再度翻訳しなおしています。なお、以前の翻訳の末尾に追加していた「訳注: 引力に関すること」はそのまま掲載しています。

丸い地球 (Spherical Earth) あるいは地球の曲率 (Earth's curvature) は地球の姿を球面として言及する。この概念の最も初期の文書による言及は BC 5 世紀頃にさかのぼり、この時ギリシャの哲学者の記述に登場した。 BC 3 世紀にはヘレニズム天文学は地球がおおよそ丸い形をしていることを物理的事実として確立し、そして地球の円周を計算した。この知識は古代末期と中世の間に旧世界を通して採用され、これ以前の平坦な地球の代わりになった。地球が丸いことを実証したのはフェルディナンド・マゼランとフアン・セバスティアン・エルカーノによる世界一周 (1519 年 1522 年) である。

地球の形はもっと正確には、楕円体 (ellipsoid) として記述できるという認識は 17 世紀にさかのぼり、アイザック・ニュートンによりプリンキピア (Principia) に記述された。 19 世紀始めに、地球の楕円体の扁平率 (flattening) は 1/300 のオーダーであることが決定された ( ドランブル (Delambre), エベレスト (Everest))。 1960 年代以来、米国国防省世界測地系 (US Dod World Geodesic System) により、決定された現代の値は 1/298.25に近い地球の形の科学的研究は測地学と呼ばれる。

地球は十分に巨大なので、重力はおおよそ地球の丸い形を維持する。丸い形からの逸脱は南北の軸の周りの回転による遠心力から起きている。この力は球面を扁平楕円体 (oblate ellipsoid) に変形する。

太陽系は塵雲 (dust cloud) から作られ、少なくとも部分的には 1 つ以上の超新星 (supernova) の残り (remnant) であり、元素合成 (nucleo synthesis) により重元素が作られた。物質の粒子が静電気の相互作用により融合した。質量が増えるにつれ、重力がもっと多くの質量を寄せ集めることで取って代わり、衝突と内部崩壊 (in-falling) のポテンシャル・エネルギーを熱として解放した。原始惑星系円盤は今日の地球よりも放射性元素の割合が多い、というのはこれらの元素は崩壊するからである。この崩壊により、初期の地球は更に加熱され、地球の内部熱収支 ( Earth's internal heat budget) に貢献し続ける。従って初期の地球は大半が液体である。

球は、非回転で、重力的に自己引き付け (self-attracting) をする唯一の安定な形である。地球の回転で引き起きる外向きの加速度は、北極・南極 (ここでは 0) よりも赤道で大きく、球は楕円体に変形し、回転する流体にとりポテンシャル・エネルギーが最小となる。この楕円体は完全な球よりも赤道の周りで、わずかに太い。地球の形は、密度の違う異なる物質から構成された塊が多く、体積当たり、わずかに異なる重力を及ぼす。

地球の表面の岩は十分冷却して固まるが、地球の外核はまだ十分熱く、液体のまゝである。エネルギーはなお解放されている ; 火山と地殻活動は岩を丘と山に押し上げ、カルデラから吹き飛ばした。隕石も衝突クレーターと取り囲む尾根の原因となる。しかしながら、このプロセスからのエネルギー解放が停止すれば、時間と共に浸食し、楕円体の最低ポテンシャル・エネルギー曲線に向かう。太陽エネルギーの動力を与えられた気象は水, 岩, そして土壌も動かし、地球を円形からわずかに外す。

地球は、太陽・月が周囲を動くにつれ重力により、毎日ポテンシャル・エネルギーを最小にする形に波打っている。これが海洋に潮の干満を誘導し、変動するポテンシャルに沿って水が自由に流れる。

地球の丸い形は古代の色々な文明で、天文学者, 数学者, そして航海者に知られ、測定された。これにヘレニズム世界と古代インドが含まれる。ギリシャ民族学者のメガステネス (BC 300 年頃) が述べたと解釈されたことは、同時代インドのバラモンが丸い地球が宇宙の中心であると信じたことである。ギリシャの知識を受け継いだのは古代ローマ, 中世のキリスト教徒, イスラム世界であり、世界一周航海が直接の証拠を提供した。輸送技術などの改良により、地球の大きさの評価が改良され、この知識が広まった。

この考えの最も初期の文書による言及は BC 5 世紀頃にさかのぼり、この時、この考えがギリシャの哲学者の著作物に登場した。 BC 3 世紀には、ヘレニズム天文学者はほゞ丸い形をしていることを物理的事実として確立し、地球の円周を計算した。この知識は古代末期と中世の最中に旧世界を通して次第に採用された。地球が丸いことの実証はフェルディナンド・マゼランとフアン・セバスティアン・エルカーノの世界一周航海 (1519 年 - 1522 年) で達成された。

丸い地球の考えは初期の平らな地球の信念に取って代わった: 初期メソポタミアの神話では世界は大洋に浮かぶ円板として表現され、上方に半球の丸天井の空がある。これはアナクシマンドロスとミレトスのヘカタイオスの初期の世界地図の基礎になっている。地球の形に関しての他の推論に含まれるものに 7 層のジッグラト (ziggurat) あるいは宇宙軸 (cosmic mountain) があり、アヴェスター (Avesta) と古代ペルシャの文書にほのめかされている ( seven climes 参照)。

地球の姿の認識はもっと正確に楕円体として記述され、これは 17 世紀にさかのぼり、アイザック・ニュートンのプリンキピア (Principia) に記述されている。 19 世紀始めに地球楕円体の扁平率は 1/300 のオーダーであると決定された ( ドランブル (Delambr), エベレスト (Everest))。 1960 年代以来米国国防省世界測地系 (US Dod World Geodetic System) により決定された現代の値は 1/298.25 に近い。

測地学 (geodesy or deodetics) は科学の分野で、 3 次元時間変動空間 (time-varyibng space) で、地球、重力場、地球力学の現象 ( 極運動 (polar motion), 地球の潮汐そして地殻運動) の測定と表現を扱う。

測地学が主に関係するのは : 位置決め、重力場、そして一時的変動の幾何学的側面である。もっとも地球磁場の研究も含むことができる。とりわけドイツ語圏では、これは、測地測量 (geomensuration, "Erdmessung" あるいは "höhere Geodäsie") ―― 地球を大規模スケールで測定すること ―― と測量 (surveying, "Ingenieurgeodäsie") ―― 表面の一部分を測定すること ―― に分割される。

測地学の科学がもっと正確に地球を測定すると、ジオイドの形が最初は完全な球ではなく、近似的に回転楕円体 (扁球) ―― 楕円体の特別な形 ―― であることが判明した。もっと最近の測定がジオイドを前例のない精度で測定し、地表下の質量の集中を明らかにした。

地球が大まかに球の形をしていることは、多くの異なる形式の観測 ―― 地表レベル、航空機、軌道からのものに及ぶ ―― が証拠となる。丸い形は幾つかの効果・影響の原因となり、これを合わせると平坦な地球の反証になる。これに含まれるものは : 地表の遠方オブジェクトの見え方、月食、月の見かけ、ある高さからの空の観測、異なる場所からの一つの恒星観測、海上航行、丸い表面の格子のゆがみ、気象システム、重力、そして現代技術がある。

以下はブラーマグプタ ( Brahmagupta - Wikipedia) の「Astronomy] (天文学) からの抜粋です。原文の earth を「地球」と翻訳せずに「大地」としました。

1030 年にイスラムの天文学者であるアブー・ライハーン・アル・ビールーニー (Abu al-Rayhan al-Biruni) は彼の本である Ta'rikh al-Hind -- これは後にラテン語に訳され、書名は Indica) -- の中でブラーマグプタの本に触れ、批評家が次のように反論していると書いている。

もしもそれが事実であれば、石や木は大地から落ちてしまうではありませんか。

アル・ビールーニーによれば、ブラーマグプタはこの批判に対して、次のような重力に関しての議論で応じた。

その逆で、もしそうであれば、大地は天の瞬時である「時 (とき) のプラーナ」 (気息, pranas) と均一で一様な歩調ではりあうことができなくなる。 [...] すべての重いものは大地の中心に引っ張られる。[....] 大地のすべての側面は同じで、大地の上の人々はすべて上を向いて立っており、重いものはすべて自然の摂理により大地に落ちる。というのは物質を引きつけようとするのは大地の摂理で、これは水が流れ、火が燃え、風が吹くのと同じような摂理だからである.... 大地は最も低いもので、種 (たね) は常にそこに戻る、どの方向に種を投げても、大地から離れることはない。

大地の重力に関して、彼は次のように述べている　「肉体は大地に落ちるのであり、これは肉体を引き寄せるのが大地の摂理だからである。これは水の流れの摂理とまったく同じものである。


中世の丸い地球の芸術的表現大地, 空気, 水を表示する区画	エールトアップェル (Erdapfel), 最古の現存する地球儀 (1492 年/1493 年)


チリのマゼラン海峡で撮影した一連の写真、タンカーがカメラの方向に航行し、水平線から上昇し、地球の湾曲を実証。最初の写真の距離は 18 km、これは理論的な水平線の垂直落下がおよそ 23 m を意味する。船の全長は 186 m。