科学に革命をもたらした日食現象

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皆既日食は注目すべき天文現象であるだけでなく、多くの重要な発見に大きな役割を果たします。

皆既日食は科学者にとって貴重な研究の機会を提供します。写真: サンセットマガジン — 皆既日食は科学者にとって貴重な研究の機会を提供します。写真:*サンセットマガジン*

4月8日、全米で何百万人もの人々が日食を観察する機会を得た。現地時間の正午までに、15州で皆既日食が発生し、空は暗くなるでしょう。 Business Insiderによると、数十年の間に皆既日食はそれほど神秘的なものではなくなり、科学的仮説を検証し、新たな発見につながる機会となってきたという。ここでは、人類の科学的理解の進歩に貢献した 7 つの皆既日食イベントを紹介します。

1. 地球の自転を測定する

日食に関する最も古い記録のいくつかは数千年前に遡ります。一部の専門家は、アイルランドの記念碑の石の彫刻は紀元前3340年11月30日に起こった日食を描いていると考えています。中国の亀の甲羅に刻まれた人造の痕跡や、3,000年以上前のバビロニアの粘土板にも日食について言及されている。 18 世紀の天文学者エドモンド・ハレーは、歴史的な日食の記述を通じて、地球の自転が数千年にわたって遅くなっていることに初めて気づきました。

2. 日食の原因を解明する

現代の学者2人は、ギリシャの哲学者クラゾメナイのアナクサゴラスが日食における月の役割を認識していたと考えています。おそらく彼は紀元前478年2月17日の金環日食を目撃した後にこの仮説を立てたと思われる。

アナクサゴラスは、空気圧によって地球は平らに保たれ、中心に浮かんでおり、太陽、月、星がその周りを回っていると提唱しました。その誤りにもかかわらず、彼は日食の背後にある基本的なメカニズムを発見しました。アナクサゴラスは月が太陽の光を反射すると信じていました。彼の仮説は、月が太陽の前を移動すると日食が発生することも正しく述べていました。同様に、地球が太陽と月の間にあるとき、月食が起こります。アナクサゴラスもまた日食の際の月の影を使って月の大きさを推定したが、彼の計算は実際の大きさよりもはるかに小さいものとなった。

3. 地球から月までの距離を推定する

紀元前189年3月14日、トルコ北部で皆既日食が起こりました。ギリシャの天文学者ヒッパルコスは当時まだ子供でしたが、この出来事を目撃した可能性があります。数年後、ヒッパルコスは、その日食に関する他の誰かの記述を利用して、地球から月までの距離に関する最も正確な数学的推定値の一つを作成することができました。ヒッパルコスの直接の記録は失われているが、4世紀の学者が彼がその情報をどのように使用したかを詳しく記録している。

天文学者は計算を行うために、現在のトルコにある皆既日食の場所とエジプトのアレクサンドリア（太陽の5分の1が露出した場所）の間の距離を推定した。ヒッパルコスはその計算に基づいて、452,848 km という数字を含むいくつかの推定値を導き出しましたが、これは正確な距離 384,400 km からそれほど離れていません。

4. 日食の進路を予測する

11 世紀か 12 世紀に、マヤの天文学者たちは当時としては驚くべき予言をしました。彼らは皆既日食が1991年に起こると計算したが、その予測はわずか1日しか外れなかった。人類がより正確な予測を行えるようになったのは、何世紀も後のことでした。 18 世紀、自分の名前を冠した彗星を発見したことで有名なエドモンド・ハレーは、アイザック・ニュートンの万有引力の法則に基づいて、1715 年 3 月 5 日の日食の進路を極めて正確に (4 分以内) 予測した地図を作成しました。

5. ヘリウムの発見

ヘリウムは宇宙では豊富に存在しますが、地球上では非常に稀です。日食のおかげで天文学者は元素を発見することができました。フランスの天文学者ピエール・ジュール・セザール・ヤンセンは、1868年8月18日に日食を観測するためにインドを旅しました。彼は分光器を使って太陽光をスペクトルに分割しました。

ヤンセンは他の元素とは異なる波長を持つ黄色い線を発見した。同じ頃、イギリスの天文学者ノーマン・ロッカーは、日食がなくても太陽を観測できる機器を開発しました。彼も同じ色の線を見ました。ロッカー氏はこの謎の元素をヘリウムと名付けた。科学者たちが地球上でそれを観察するまでには、ベスビオ山の溶岩とウランを使った実験で20年かかりました。

6. アインシュタインの相対性理論の証明

天文学者のジェームズ・クレイグ・ワトソンは、1878 年の日食の際に新しい惑星の証拠を発見したと確信していました。太陽と水星の間に位置するバルカンは、月がこの巨大な恒星に隠されているときにのみ見えました。さらに数回の日食が起こったが、バルカンの存在を示す証拠は発見されなかった。 1915年、アルバート・アインシュタインは一般相対性理論を用いて水星の異常な軌道を説明しました。この説明は、観測が難しい謎の惑星よりもデータに適合しています。

しかし、アインシュタインの相対性理論には、1919 年 5 月 29 日の日食まで科学的な証拠がありませんでした。物理学者によれば、太陽の重力は近くの星からの光を曲げるという。 1919 年には、アフリカ沖のプリンシペ島とブラジルへの遠征が数回行われました。月が太陽を覆うとき、天文学者は写真を撮ります。星は参照画像に対して位置がずれているように見えます。この新たな位置は、アインシュタインが予測したとおり太陽が光を曲げていることを示しています。

7. 宇宙から日食を研究する

ジェミニ12号の乗組員ジム・ラヴェルとバズ・オルドリンは、宇宙から皆既日食を初めて目撃した。 1966年11月12日、日食はペルーからブラジルに移動し、2人の宇宙飛行士が皆既日食に近い状態を飛行しました。それは偶然でした。オルドリンの写真はややぼやけている。 4年後、テレビ局は1970年3月7日に起きた世紀の日食について報道した。 NASAはまた、この現象発生中に太陽から放射される紫外線とX線を研究するため、20機以上のロケットを打ち上げた。彼らは引き続きロケットを使い、4月8日の日食に関するデータを収集する予定だ。

アン・カン（ Business Insiderによる）

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