宇宙の中心

宇宙の中心という概念は、20世紀以前の歴史的な宇宙論モデルに見られるものです。現代の宇宙論は、すべての場所は等価であり、宇宙には空間的な中心は存在しないというコペルニクス原理に基づいています。

歴史的に、人々は宇宙の中心としてさまざまな場所を提唱してきました。多くの神話的宇宙論には、地球、天界、その他の領域を結びつける平面地球の中心軸である「アクシス・ムンディ」が含まれていました。紀元前4世紀のギリシャでは、哲学者たちが天体観測に基づいて地動説を発展させました。この説では、宇宙の中心は球形で静止している地球の中心にあり、その周りを太陽、月、惑星、恒星が回転しているとされました。16世紀にニコラウス・コペルニクスが地動説を発展させると、太陽が宇宙の中心であり、惑星（地球を含む）や恒星がその周りを公転していると考えられました。

20世紀初頭、他の銀河の発見とビッグバン理論の発展により、均質で等方的な宇宙の宇宙論モデルが発展した。この宇宙には明確な空間的中心点がない。なぜなら、空間は時間的に共通の中心点（ビッグバン）から膨張しているため、 ^{[ 1 ]}宇宙の中心はどこにでもあるからである。^{[ 2 ]}

宗教や神話において、アクシス・ムンディ（宇宙軸、世界軸、世界柱、コルナ・セルルイ、世界の中心とも呼ばれる）とは、世界の中心、世界と天国とのつながり、あるいはその両方として描写される点である。

ヘルモン山はカナン人の伝承では世界の中心軸と見なされ、そこから神の子らがエノク書（1En6:6）に降臨すると記されている。^{[ 3 ]}古代ギリシャ人は、デルフィの神託所をはじめとするいくつかの場所を地球のへそ（オムファロス）の石がある場所とみなしていたが、宇宙樹とオリンポス山を神々の住処とする信仰も維持していた。ユダヤ教には神殿の丘とシナイ山があり、キリスト教にはオリーブ山とゴルゴタの丘があり、イスラム教には地球上で最初に創造された場所とされるメッカと神殿の丘（岩のドーム）がある。神道では伊勢神宮がへそである。不老不死の桃の木があると信じられている崑崙山脈に加えて、中国の民間信仰では世界の柱として他の4つの特定の山を認識している。

聖地は、祭壇や祈りの場所を軸とする世界の中心（オムファロス）を構成します。祭壇、線香、ろうそく、松明は、煙と祈りの柱を天に送ることで軸を形成します。聖地の建築は、しばしばこの役割を反映しています。「すべての寺院や宮殿、ひいてはすべての聖なる都市や王宮は聖なる山であり、したがって中心となります。」^{[ 4 ]}ヒンドゥー教、そして後に仏教のストゥーパは、メール山を反映しています。大聖堂は十字形に配置され、垂直の棒は地球と天の結合を表し、水平の棒は人々同士の結合を表し、祭壇はその交点にあります。アジアの寺院のパゴダ構造は、地球と天を結ぶ階段の形をしています。教会の尖塔やモスクのミナレットもまた、地球と天のつながりの役割を果たします。サクソン人のイルミンスルに由来するメイポールや、アメリカ大陸の先住民のトーテムポールなどの構造物も、世界の軸を表しています。カルメット、つまり聖なるパイプは、世界の中心から立ち昇る煙の柱（魂）を表しています。^{[ 5 ]}マンダラは、その2次元空間の境界内に、神殿によって3次元空間に作られる世界の中心に類似した世界の中心を作り出します。^{[ 6 ]}

中世のキリスト教徒の中には、エルサレムを世界の中心（ラテン語：umbilicus mundi、ギリシャ語：Omphalos）と考える者もおり、いわゆるT字型地図やO字型地図にもそのように表現されていた。ビザンチン時代の賛美歌には、十字架が「地球の中心に立てられた」と歌われている。

地球平面説は、地球の形状が天体を含む天蓋で覆われた平面または円盤であるという信念です。ほとんどの科学以前の文化は、古典期までのギリシャ、ヘレニズム期までの近東の青銅器時代と鉄器時代の文明、グプタ時代（紀元後数世紀）までのインド、17世紀までの中国など、地球平面説の概念を持っていました。また、アメリカ大陸の先住民文化でも一般的に信じられており、逆さにしたボウルの形をした天蓋で覆われた平らな地球は、科学以前の社会で一般的でした。^{[ 7 ]}また、球状の天蓋（または半球状の天蓋）の中心には、特異点が存在することになります。

地球平面説は、地球球体説へと発展した。アリストテレス（紀元前384年～ 322 年）は、地球球体説を裏付ける観察に基づく論拠を提示した。すなわち、異なる星は異なる場所で見えること、南へ向かう旅行者は南の星座が地平線より高く昇るのを目にすること、月食の際に地球が月に落とす影は円形であること、そして球体は円形の影を落とすのに対し、円盤は一般的に影を落とさないことなどである。

この理解には、太陽、月、星、肉眼で見える惑星が球状の地球の周りを回っている様子を描いた宇宙モデルが伴っており、アリストテレス（アリストテレス物理学を参照）やプトレマイオスの注目すべきモデルも含まれる。^{[ 8 ]}この地球中心モデルは、紀元前4世紀から西暦17世紀まで支配的なモデルであった。

地動説、または地動説^{[ 9 ] [注1 ]}は、地球と惑星が太陽系の中心にある比較的静止した太陽の周りを公転するという天文学モデルです。この言葉はギリシャ語（ἥλιος helios「太陽」とκέντρον kentron「中心」 ）に由来します。

地球が太陽の周りを回っているという考えは、紀元前3世紀にはすでにサモスのアリスタルコスによって提唱されていたが、^{[ 10 ] [ 11 ] [注2 ]}他のほとんどの古代の天文学者からは支持を得られなかった。

ニコラウス・コペルニクスの主要な地動説は、彼の没年である1543年に『天球の回転について』 （De revolutionibus orbium coelestium）として出版されたが、その理論自体は数十年前にすでに提唱されていた。コペルニクスの考えはすぐには受け入れられなかったものの、プトレマイオスの天動説から地動説へのパラダイムシフトの始まりとなった。このパラダイムシフトは「コペルニクス革命」と呼ばれるようになり、1世紀以上後のアイザック・ニュートンの研究まで続いた。

ヨハネス・ケプラーは、ティコ・ブラーエの天体観測を分析することによって発見した惑星運動に関する最初の2つの法則を1609年に発表した。^{[ 12 ]}ケプラーの第3法則は1619年に発表された。 ^{[ 12 ]}最初の法則は「すべての惑星の軌道は、2つの焦点のうちの1つに太陽がある楕円である」であった。

1610年1月7日、ガリレオはそれまでよりも優れた光学系を備えた望遠鏡を使用しました。彼は「3つの恒星、小さすぎて全く見えない^{[ 13 ]}」と記述し、それらはすべて木星の近くにあり、木星を一直線に横切っていました^{[ 14 ]} 。その後の夜の観測では、これらの「星」の木星に対する位置が、もし本当に恒星であったなら説明できないような形で変化していることが示されました。1月10日、ガリレオはそのうちの1つが消えたことに気づき、これは木星の後ろに隠れたためだと考えました。数日のうちに、彼はそれらが木星の周りを公転していると結論付けました^{[ 15 ]。}ガリレオは1月11日にこの結論に達したと述べています^{[ 14 ]} 。彼は木星の4つの最大の衛星（月）のうち3つを発見しました。4つ目は1月13日に発見しました。

ガリレオが木星の衛星を観測したことは天文学に革命をもたらした。より小さな惑星が周回する惑星は、すべての天体が地球の周りを回るべきだとするアリストテレス宇宙論の原理に合致しなかったからである。 ^{[ 14 ] [ 16 ]}多くの天文学者や哲学者は当初、ガリレオがそのようなことを発見できたとは信じようとしなかった。地球と同様に、他の惑星にも定められた軌道をたどる衛星が存在し得ること、したがって軌道力学は地球、惑星、太陽だけに適用されるものではないことを示すことで、ガリレオは本質的に他の惑星も「地球のよう」である可能性があることを示したのである。^{[ 14 ]}

ニュートンは、太陽系の地動説を明確にした。これは、 1680年代半ばにはすでに太陽が太陽系の重心からずれていることを認識していたため、やや現代的な方法で発展したものである。^{[ 17 ]}ニュートンにとって、静止していると考えられるのは太陽や他の天体の中心ではなく、「地球、太陽、およびすべての惑星の共通の重心が世界の中心とみなされるべき」であり、この重心は「静止しているか、または直線に沿って一様に前方に移動する」（ニュートンは、重心がどこにあっても静止しているという一般的な合意を考慮して、「静止している」という選択肢を採用した）。^{[ 18 ]}

1920年代以前は、天の川銀河以外に銀河は存在しないと一般的に信じられていた（例えば、『大論争』を参照）。そのため、それ以前の世紀の天文学者にとって、銀河の仮想的な中心と宇宙の仮想的な中心との間に区別はなかった。

1750年、トーマス・ライトは著書『宇宙の独創的理論または新仮説』の中で、天の川は、太陽系に似ているがはるかに大規模な、重力によって結びついた無数の星が銀河中心の周りを回転している物体である可能性があると正しく推測した。その結果生じる星の円盤は、円盤の内側から地球の視点で見ると、空の帯として見ることができる。^{[ 19 ]} 1755年の論文で、イマヌエル・カントは天の川の構造に関するライトの考えを詳しく述べた。1785年、ウィリアム・ハーシェルは観測と測定に基づいてそのようなモデルを提案し、^{[ 20 ]}天の川の中心に太陽があるという太陽中心説の一形態である銀河中心説が科学的に受け入れられるに至った。

19世紀の天文学者ヨハン・ハインリヒ・フォン・メードラーは、宇宙の星々はプレアデス星団の一点を中心に公転しているとする中心太陽仮説を提唱した。

1917年、ヘーバー・ダウスト・カーティスは、当時「アンドロメダ星雲」と呼ばれていた領域内の新星を観測した。写真記録を調べたところ、さらに11個の新星が発見された。カーティスは、アンドロメダ銀河の新星が天の川銀河の新星よりも著しく暗いことに気づいた。このことから、カーティスはアンドロメダ銀河が50万光年離れていると推定することができた。その結果、カーティスは、これまで天の川銀河内の渦巻星雲と考えられていた天体が実際には独立した銀河であると主張する、いわゆる「島宇宙」仮説の提唱者となった。 ^{[ 21 ]}

1920年、ハーロー・シャプレーとカーティスの間で、天の川銀河の性質、渦巻星雲、宇宙の大きさに関する大論争が繰り広げられた。カーティスは、アンドロメダ大星雲（M31）が外部銀河であるという主張を裏付けるために、この銀河の塵雲に似た暗い帯の出現と、顕著なドップラーシフトにも注目した。1922年、エルンスト・エーピックは、M31までの距離を推定するための優雅でシンプルな天体物理学的方法を発表した。彼の結果では、アンドロメダ星雲はこの銀河のはるか外側にあり、約45万パーセク、つまり約150万光年の距離にあるとされた。^{[ 22 ]}エドウィン・ハッブルは、1925年にM31の天文写真で初めて銀河外ケフェイド変光星を特定し、他の銀河が存在するかどうかの議論に終止符を打ちました。これらの写真は2.5メートル（100インチ）のフッカー望遠鏡を使用して撮影され、アンドロメダ大星雲までの距離を決定することができました。彼の測定により、この特徴は銀河内の星とガスの集まりではなく、天の川からかなり離れた場所に位置する完全に別の銀河であることが決定的に証明されました。これにより、他の銀河の存在が証明されました。^{[ 23 ]}