宇宙がどのように構造され、機能するかを理解することは、科学にとって常に課題でした。古代人は観測を通じて天体の動き、星の形成、惑星の構造などを理解しようとしましたが、宇宙の説明は宗教的な信念に基づいていることが多かったです。
その一例は、地球の周りを公転しているのは太陽であり、その逆ではないという信念であり、これは、例えば聖書のヨシュア記第 10 章と 13 節で述べられていることに基づいた考えです。神は空で太陽を止めて、昼が長くなるようにしました。さらに、地球が宇宙の中心であるという主張 (天動説) も、人間は神の最も重要な被造物であり、したがってすべての中心にあるべきであるという事実に基づいています。
地心モデルの図
勇敢な人々の中には、教会が擁護する考え方に反する考えを広めた人もいました。ポーランドのニコラ・コペルニクス(1473-1543) は、惑星は太陽の周りを移動する (地動説) が逆ではないと主張した最初の学者の 1 人です。コペルニクスは、天体観測よりも本で得た情報を通じて自分の考えを発展させ、1530年に彼の主張を説明する本『世界の革命について』を出版しました。
当時の天文学者の多くは地動説を信じておらず、地球が太陽の周りを回れば星は横方向に移動するだろうと主張した。コペルニクスは、星と地球の間の距離が遠いため、この運動は非常に小さいと正しく反論しました。
彼の考えのため、カトリック教会は 1616 年にコペルニクスの著作を読むことを禁止しました。この決定は 19 世紀になり、1835 年になって初めて取り消されました。この年、フリードリヒ ベッセルは初めて星の横方向の変位を測定することに成功しました。多くの反対にもかかわらず、コペルニクスの考えは、ガリレオ・ガリレイ、ヨハネス・ケプラー、アイザック・ニュートンなどの学者の助けにより力を増してきました。
地動説の図解
天文学研究の発展における他の 2 人の有名人は、ティコ ブラーエとヨハネス ケプラーです。
ティコ・ブラーエは、天体観測に生涯を捧げたデンマークの王子でした。 1572 年に、彼は超新星 (非常に明るい星) の出現を観察し、記述しました。 1577年、彗星を観察した後、彼はこれらの天体が星であり、当時考えられていたような大気現象ではないことを証明した。 1585 年に、彼は地球中心の惑星モデルを発表しました。ブラーエは天文データを数学的に解釈してくれる人が必要だったので、1600 年に若い数学者ヨハネス ケプラーを迎えました。 1601年、ティコ・ブラーエの死後、ケプラーは王室天文学者となった。
ケプラーは前任者の天文データを利用して、正しい惑星モデルは地動説であることを示し、1619 年に惑星と太陽の間の距離を関係付けた彼の最も重要な著作『世界の調和』を出版しました。
要約すると、ケプラーの惑星運動の法則は次のとおりです。
I. 太陽の周りの惑星の運動は楕円形 (楕円形) の軌道に従い、太陽は楕円形の焦点の 1 つを占めます。
II.惑星の中心と太陽の中心を結ぶ線は、等しい時間間隔で等しい領域を「スイープ」します。
Ⅲ．惑星の公転周期 (T) の 2 乗をその公転の平均半径 (R) の 3 乗で割った値は常に一定です。
T 2 = 一定
R3