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地動説は、地球を中心とする宇宙の記述として、現在では廃れた天文学モデルです。地動説モデルとも呼ばれ、特にプトレマイオス体系に代表されます。ほとんどの地動説モデルでは、太陽、月、恒星、惑星はすべて地球の周りを公転しています。地動説モデルは、古代ギリシャのアリストテレスやローマ時代のエジプトのプトレマイオスなど、多くのヨーロッパの古代文明、そしてイスラム黄金時代において、宇宙の記述として主流でした。
地球が宇宙の中心であるという考えを裏付ける2つの観測結果がある。まず、地球上のどこからでも、太陽は1日に1回地球の周りを公転しているように見える。月や惑星も独自の動きをしているが、それらも1日に約1回地球の周りを公転しているように見える。星々は、地球の地理的な極を通る軸を中心に1日に1回回転する天球上に固定されているように見える。 [ 1 ]第二に、地球は地上の観測者から見ると動かないように見える。地球は固く、安定していて、静止しているように感じられる。
古代ギリシャ、古代ローマ、中世の哲学者たちは、一部の神話に示唆されている古い平面地球モデルとは対照的に、地球中心モデルと球体地球を組み合わせるのが一般的でした。しかし、ギリシャの天文学者で数学者のサモスのアリスタルコス（紀元前310年頃- 紀元前230年頃）は、当時知られていたすべての惑星を太陽の周りを正しい順序で配置する太陽中心モデルを開発しました。古代ギリシャ人は惑星の運動は円運動であると信じていましたが、この見解は17世紀にヨハネス・ケプラーが軌道は太陽中心で楕円形であると仮定するまで、西洋文化では異議を唱えられませんでした（ケプラーの惑星運動の第一法則）。1687年、アイザック・ニュートンは、楕円軌道が万有引力の法則から導き出せることを示しました。
2世紀に開発されたプトレマイオスの地球中心説に基づく天文学的予測は、 1500年以上にわたり占星術や天文学の図表を作成する基礎として用いられた。地球中心説は近世初期まで支配的であったが、16世紀後半以降、コペルニクス、ガリレオ、ケプラーの太陽中心説に徐々に取って代わられた。地球中心説の方が長い間より正確な結果をもたらしていたため、これら2つの理論の移行には大きな抵抗があった。[ 2 ]さらに、新しい未知の理論が、地球中心説に対する既成の合意を覆すことはできないと考える人もいた。
紀元前6世紀、アナクシマンドロスは、地球は柱（円筒）の一部のような形をしており、宇宙の中心に持ち上げられているという宇宙論を提唱した。太陽、月、惑星は地球を取り囲む見えない車輪の穴であり、その穴を通して人間は隠された火を見ることができると考えた。ほぼ同時期に、ピタゴラスは地球は球体である（日食の観測に基づく）が、中心ではなく、見えない火の周りを動いていると考えていた。後にこれら2つの概念が組み合わされ、紀元前4世紀以降のほとんどの知識のあるギリシャ人は、地球は宇宙の中心にある球体であると考えるようになった。[ 3 ]
紀元前4世紀、プラトンとその弟子アリストテレスは、地球中心説に基づいた著作を著した。[ 4 ]プラトンによれば、地球は球体であり、宇宙の中心に静止していた。星や惑星は球体または円に乗って地球の周りを回っており、中心から外側に向かって、月、太陽、金星、水星、火星、木星、土星、恒星の順に並んでおり、恒星は天球上に位置していた。プラトンは『国家』の一節である「エルの神話」の中で、宇宙をセイレーンに付き添われ、三人の運命の女神によって回される必然の紡錘として描写している。プラトンと共に研究したクニドスのエウドクソスは、天界のすべての現象は等速円運動で説明できるというプラトンの格言に基づき、惑星の運動について神話的要素を減らし、より数学的な説明を展開した。アリストテレスはエウドクソスのシステムについて詳しく説明しました。
完全に発展したアリストテレス体系では、球状の地球が宇宙の中心にあり、他のすべての天体は、地球を中心として同心円状に配置された、地球を取り囲む47〜55個の透明な回転球に付着している。（惑星ごとに複数の球が必要なため、この数は多い。）これらの球は結晶球と呼ばれ、それぞれ異なる一定の速度で移動し、天体の地球周回運動を生み出した。それらはエーテルと呼ばれる不朽の物質で構成されていた。アリストテレスは、月は最も内側の球にあり、地球の領域に接しているため、黒点（斑点）が生じ、月の満ち欠けが起こると信じていた。彼はさらに、地球の元素（土、水、火、空気）と天体のエーテルの自然な傾向を説明することで、自身の体系を詳述した。彼の体系では、土は最も重い元素であり、中心に向かって最も強く動くため、水は地球の球を取り囲む層を形成すると考えられていた。一方、空気と火は中心から離れて上方へと移動する傾向があり、火は空気よりも軽い。火の層の外側には、天体が埋め込まれているエーテルの固体球体があった。天体もまた、完全にエーテルで構成されていた。
地球中心説への支持は、主にいくつかの重要な観測結果に基づいていた。地球が動いていれば、視点の変化によって星間の見かけ上の角距離が変化するはずである。そうなると、星座の形は一年を通して変化するはずである。しかし、星座の形は一年を通して一定に見えたため、古代の天文学者たちは、星が極めて遠くにあるか、地球が静止しているかのどちらかだと結論づけた。ギリシャ人は、より単純な方の説明を選んだ。恒星視差が発見されたのは19世紀になってからのことである。
当時、地動説を支持するために用いられたもう一つの観測結果は、金星の光度の見かけ上の一貫性であった。これは、金星が地球からほぼ一定の距離にあることを示唆しており、ひいては、地動説の方が太陽中心説よりも整合性が高い。（実際には、金星の光度の一貫性は、金星の満ち欠けによって生じる光の損失が、地球からの距離の変化によって生じる見かけの大きさの増加によって補償されるためである。）太陽中心説に反対する人々は、地球上の天体は自然に地球の中心にできるだけ近いところで静止する傾向があることを指摘した。さらに、地球の中心に近づく機会がない限り、地球上の天体は、外部の物体によって強制されるか、熱や水分によって別の元素に変化しない限り、動かない傾向がある。
多くの現象に対する大気による説明が好まれたのは、完全な同心球に基づくエウドクサン・アリストテレスモデルは、距離の変化による惑星の明るさの変化を説明することを目的としていなかったからである。[ 5 ]最終的に、完全な同心球は、当時利用可能だった数学的手法ではその理想の下で十分に正確なモデルを開発することが不可能であったため放棄された。しかし、同様の説明を提供する一方で、後の従円と周転円のモデルはすでに観測に対応できるほど柔軟であった。
1500 年頃のケーララの天文学者以前、インドの天文学は宇宙のモデルとしてではなく、太陽と惑星の動きを予測することに重点を置いていた。初期の天文学者は、太陽と内惑星、水星と金星、そして外惑星、火星、木星、土星の 2 つの異なるアプローチを開発した。このシステムはプトレマイオス体系と大まかに似ていたが、惑星の緯度の計算精度はより高かった。1500 年までに、ニラカンタ・ソマヤジはすべての惑星に対して単一のアプローチを開発した。[ 6 ]古代インドの天文学者の中では、アーリヤバタは地球の自転を主張したが、彼のシステムはそれ以外は地球中心説であった。[ 7 ]
ギリシャの地動説の基本原理はアリストテレスの時代までに確立されていたものの、その体系の詳細は標準化されなかった。紀元2世紀にヘレニズム天文学者クラウディオス・プトレマイオスによって書き記されたプトレマイオス体系が、最終的に地動説を標準化した。この体系を記述した重要な著作は、 『惑星仮説』という書物のアラビア語訳を通してのみ現存している。[ 8 ] 1000年以上にわたり、ヨーロッパとイスラムの天文学者は、これが正しい宇宙論モデルであると信じていた。その影響により、プトレマイオス体系が地動説モデルと同一であると誤解する人もいる。
プトレマイオスは、常に星の半分が地平線の上にあり、半分が地平線の下にあるという単純な観察（星は回転する恒星球上にある）と、星はすべて宇宙の中心からある程度の距離にあるという仮定から、地球は宇宙の中心にある球体であると主張した。もし地球が中心から大きくずれていたら、見える星と見えない星のこの区分は均等ではなくなるだろう。[ n 1 ]
プトレマイオス体系では、各惑星は2つの球体からなるシステムによって動かされます。1つは従球、もう1つは周転円と呼ばれます。従球は、中心点が離心点と呼ばれ、図ではXで示されている円で、地球から遠く離れています。離心点の本来の目的は、地球を宇宙の残りの回転中心から遠ざけることで、季節の長さの差（この時期、北半球の秋は春より約5日短かった）を説明することでした。もう1つの球体である周転円は従球の内側に埋め込まれており、右側の小さな点線で表されています。特定の惑星は、周転円が従球によって示される経路に沿って移動するのと同時に、周転円の周りを移動します。これらの複合的な動きにより、特定の惑星は軌道上のさまざまな点で地球に近づいたり遠ざかったりし、惑星が減速、停止、逆行運動で後退し、その後再び逆行して通常の順行運動に戻るという観測結果を説明しました。
従円と周転円のモデルは、ギリシャの天文学者によって何世紀にもわたって使用されており、さらに古い時代には、中心が地球からわずかに離れた従円（中心が地球からわずかに離れた従円）の概念も存在していました。図では、従円の中心は地球ではなく、X と記された点であり、これが偏心（ギリシャ語のἐκ ec-は「～から」、κέντρον kentron は「中心」を意味する）であることから、その点の名前が付けられました。残念ながら、プトレマイオスの時代に利用可能だったシステムは、ヒッパルコスのシステムよりは改良されていたものの、観測結果と完全に一致するものではありませんでした。
最も顕著なのは、惑星の逆行ループの大きさ（特に火星の場合）が予想よりも小さくなったり、時には大きくなったりして、位置誤差が最大で30度にも及ぶことだった。この問題を軽減するために、プトレマイオスはエカントを考案した。エカントとは、惑星の軌道の中心付近にある点で、そこに立って観察すると、惑星の周転円の中心が常に一定の速度で動いているように見える点である。他の場所では、地球のように速度が一定ではないように見える。プトレマイオスはエカントを用いることで、プラトンの理想である等速円運動からは逸脱するものの、均一で円運動を維持できると主張した。結果として生まれたこのシステムは、最終的に西洋で広く受け入れられるようになったが、現代の天文学者にとっては扱いにくいものに見える。各惑星には、従円上で回転する周転円が必要であり、惑星ごとに異なるエカントによってオフセットされる必要があった。この方法は、逆行運動の開始と終了を含む様々な天体の動きを、最大誤差10度以内で予測し、等位線を用いない場合よりもはるかに優れた精度を示した。
周転円を用いたモデルは、実際には離心率の低い楕円軌道を比較的正確にモデル化したものである。離心率が5%未満の場合、楕円の形状は目立たないが、惑星が持つような低い離心率であっても、「中心」、つまり太陽が占める焦点からのずれは非常に顕著である。
アルマゲストをラテン語からアラビア語に翻訳するなどの翻訳運動 の後、イスラム教徒はプトレマイオスの地球中心説を採用し、それをイスラムの教えと関連していると信じて改良した。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]イスラム教徒の天文学者は一般的にプトレマイオス体系と地球中心説を受け入れたが、[ 13 ] 10世紀までには、プトレマイオス（シュクーク）に疑問を呈する内容の文書が定期的に出現した。 [ 14 ]何人かのイスラム教徒の学者は、地球の見かけ上の不動性[ 15 ] [ 16 ]と宇宙の中心性[ 17 ]に疑問を呈した。アブ・サイード・アル＝シジ（1020年頃没）など、地球が自転していると信じていたイスラム教徒の天文学者もいた。[ 18 ] [ 19 ]アル・ビールーニーによれば、シジは、同時代の一部の人々が抱いていた「我々が見る動きは、空の動きではなく、地球の動きによるものである」という信念に基づいて、アル・ズーラキーと呼ばれるアストロラーベを発明した。[ 19 ] [ 20 ]この信念の普及は、13世紀の記述によってさらに裏付けられている。
幾何学者（または技術者）（ムハンディシン）によれば、地球は絶えず円運動をしており、天体の動きに見えるものは実際には星の動きではなく地球の動きによるものである。[ 19 ]
11世紀初頭、アルハゼンは『プトレマイオスへの疑念』（1028年頃）の中でプトレマイオスのモデルを痛烈に批判したが、プトレマイオスの地動説を批判していたと解釈する者もいる[ 21 ]。しかし、ほとんどの者は、アルハゼンはプトレマイオスの地動説そのものよりも、そのモデルの詳細を批判していたと考えている[ 22 ] 。
12世紀、アルザケルは水星が楕円軌道を描いて運動するという仮説を立て、古代ギリシャの等速円運動の概念から逸脱した[ 23 ] [ 24 ]。一方、アルペトラギウスは等速円運動、周転円運動、偏心円運動のメカニズムを放棄した惑星モデルを提案したが[ 25 ]、その結果、数学的に精度が低いシステムとなった[ 26 ] 。彼の代替システムは13世紀にヨーロッパの大部分に広まった[ 27 ] 。
ファクル・アルディン・アルラジ（1149年 - 1209年）は、著書『マタリブ』の中で物理学と物理世界に関する自身の考えを論じる際、宇宙における地球の中心性というアリストテレスやアヴィセンナの考え方を否定し、代わりに「この世界の外には千万の世界（アルファ・アルフィ・アワリム）があり、それらの世界はそれぞれこの世界よりも大きく質量も大きく、この世界と同じようなものを持っている」と主張した。神学的議論を裏付けるために、彼は「万物の主であるアッラーにこそすべての賛美あれ」というクルアーンの節を引用し、「万物」という言葉を強調した。[ 17 ]
「マラガ革命」とは、マラガ学派がプトレマイオス天文学に反旗を翻したことを指します。マラガ学派は、マラガ天文台に始まり、ダマスカスのモスクやサマルカンド天文台の天文学者たちへと受け継がれた天文学の伝統です。アンダルシアの先駆者たちと同様に、マラガの天文学者たちは、等速円問題（惑星や周転円の中心がその円周上を均一に運動すると考えられる円）を解決し、地動説を放棄することなくプトレマイオスモデルに代わる構成を生み出そうと試みました。彼らは、等速円と偏心円を排除し、惑星の位置を数値的に予測する精度がプトレマイオスモデルよりも高く、経験的な観測結果ともよりよく一致する非プトレマイオス的な構成を生み出すことに、アンダルシアの先駆者たちよりも成功しました。[ 28 ]マラーガの天文学者の中で最も重要なものには、モアイエドゥッディーン ウルディー( 1266 年没)、ナシール アルディーン アルトゥーシー(1201 – 1274)、クトゥブ アルディン アル シラーズィ(1236 – 1311)、イブン アル シャティールが含まれます。 (1304–1375)、アリ・クシュジ( 1474年頃)、アル・ビルジャンディ( 1525年没)、およびシャムス・アル・ディン・アル・カフリ ( 1550年没)。[ 29 ]
しかし、マラガ学派は地動説へのパラダイムシフトを起こさなかった。[ 30 ]マラガ学派がコペルニクスに与えた影響は、それを証明する文書証拠がないため、推測の域を出ない。コペルニクスがトゥーシーの説を独自に発展させた可能性は、彼がトゥーシーの著作やマラガ学派の著作を知っていたことを実証した研究者がいないため、依然として未解決のままである。[ 30 ] [ 31 ]
すべてのギリシャ人が地球中心説に同意したわけではありません。ピタゴラスの体系については既に述べましたが、ピタゴラス派の中には、地球は中心の火の周りを回る複数の惑星の1つだと信じていた者もいました。[ 32 ]紀元前5世紀のピタゴラス派の2人、ヒケタスとエクファントス、そして紀元前4世紀のヘラクリデス・ポンティクスは、地球は自転するものの宇宙の中心に留まると信じていました。 [ 33 ]このような体系は、今でも地球中心説に分類されます。中世にはジャン・ブリダンによって復活しました。ヘラクリデス・ポンティクスはかつて、金星と水星は地球ではなく太陽の周りを回ると提唱したと考えられていましたが、現在ではそうではないことが分かっています。[ 34 ]マルティアヌス・カペラは、水星と金星が太陽の周りを公転していると断言しました。 [ 35 ]サモスのアリスタルコスは、太陽が宇宙の中心にあり、地球や他の惑星がその周りを回っているという地動説に関する著作を著したが、それは現存していない。 [ 36 ]彼の理論は人気がなく、セレウキアのセレウコスという名のある追随者が一人いた。[ 37 ]エピクロスは最も急進的だった。彼は紀元前4世紀に、宇宙には単一の中心は存在しないことを正しく認識した。この理論は後のエピクロス派に広く受け入れられ、特にルクレティウスが詩「事物の本性について」で擁護した。[ 38 ]
1543年、地球中心説は、コペルニクスの『天球の回転について』 （De revolutionibus orbium coelestium ）の出版によって初めて深刻な挑戦を受けた。この著作では、地球や他の惑星は太陽の周りを公転すると提唱された。その後も長年にわたり地球中心説は支持され続けた。当時、コペルニクス説は地球中心説よりも優れた予測を提供できず、自然哲学と聖書の両方に問題を引き起こしたからである。コペルニクス説は依然として円軌道を使用していたため、プトレマイオス説よりも正確ではなかった。この状況は、ヨハネス・ケプラーが惑星の軌道は楕円軌道であると提唱するまで変わらなかった（ケプラーの惑星運動の第一法則）。
ティコ・ブラーエ（1545年～1601年）は、惑星や恒星の位置をより正確に測定しました。彼は恒星視差の効果を探求しました。これは、コペルニクスモデルによって予測された地球の太陽周回運動の経験的に検証可能な証拠となるはずでした。しかし、効果を観測できなかったため、彼は地球の運動という考えを否定しました。[ 39 ]
その結果、彼は新しいシステム、ティコ・ブラーエ説を導入した。このシステムでは、地球は依然として宇宙の中心にあり、その周りを太陽が公転しているが、他のすべての惑星は周転円の集合の中で太陽の周りを公転している。彼のモデルは、コペルニクスモデルの利点と地球の運動の証拠の欠如の両方を考慮した。[ 40 ]
1609年に望遠鏡が発明されると、ガリレオ・ガリレイによる観測（例えば、木星に衛星があることなど）は地動説のいくつかの教義に疑問を投げかけたものの、それを深刻に脅かすまでには至らなかった。彼は月の暗い「斑点」、すなわちクレーターを観察したことから、月はそれまで考えられていたような完全な天体ではないと指摘した。これは望遠鏡による月の不完全性の最初の詳細な観測であり、それまでアリストテレスは、月は地球とその重い元素によって汚染されていると説明していた（より高次の天体のエーテルとは対照的である）。ガリレオはまた、木星の衛星も観測し、それをコジモ2世・デ・メディチに捧げ、衛星は地球ではなく木星の周りを公転していると述べた。[ 41 ]これは重要な主張でした。プトレマイオスモデルで述べられているように、すべてが地球を中心に回っているわけではないことを意味するだけでなく、二次的な天体が動いている天体の周りを公転できることを示し、動いている地球が月を保持できるという地動説の主張を強化することにもなったからです。[ 42 ]ガリレオの観測は、クリストフ・シャイナー、ヨハネス・ケプラー、ジョヴァン・パウロ・レンボなど、望遠鏡の使用をすぐに採用した当時の他の天文学者によって検証されました。[ 43 ]
1610年12月、ガリレオ・ガリレイは望遠鏡を使って、金星が月と同じように満ち欠けを繰り返すことを観測した。彼は、この観測結果はプトレマイオス体系とは相容れないものの、地動説の自然な帰結であると考えた。
しかし、プトレマイオスは金星の周転円と従円を完全に太陽の球の内側（太陽と水星の間）に配置しましたが、これは恣意的なものでした。彼は金星と水星を入れ替えて太陽の反対側に配置したり、金星と水星を他のどのような配置にしたりすることも容易にできたはずです。ただし、常に地球から太陽を通る線の近くに配置する必要があります。例えば、金星の従円の中心を太陽の近くに置くなどです。この場合、太陽がすべての光の源であるとすると、プトレマイオス体系では次のようになります。
金星が地球と太陽の間にある場合、金星の位相は常に三日月形または全暗期でなければならない。金星が太陽の外側にある場合、金星の位相は常に凸月形または満月でなければならない。
しかしガリレオは、金星を最初は小さく満月として、後に大きく三日月として観測した。このことから、プトレマイオス宇宙論では、金星の周転円は太陽の軌道の内側にも外側にも完全には位置しないことが示された。その結果、プトレマイオス派は金星の周転円が太陽の内側に完全に位置するという考えを放棄し、後の17世紀における天文学的宇宙論の競争は、ティコ・ブラーエ説やコペルニクス説の様々な体系に焦点を当てることになった。
ガリレオ事件は、地球中心説とガリレオの主張との対立を生んだ。このような議論の神学的根拠に関して、二人の教皇は、現象学的言語の使用が聖書の誤りを認めざるを得ない状況を生み出すかどうかという問題を取り上げた。両者とも、そうではないと教えた。教皇レオ13世は次のように記している。
私たちは、物理科学を悪用して聖書を細かく精査し、著者の誤りを見つけ出し、その内容を中傷する機会を得ようとする者たちと戦わなければならない。……実際、神学者と物理学者の間に真の相違が生じることは決してない。それぞれが自分の専門分野に留まり、聖アウグスティヌスが警告するように、「軽率な主張をしたり、知られていないことを既知であると主張したりしない」よう両者とも注意を払っている限りは。彼らの間で意見の相違が生じた場合、聖アウグスティヌスが神学者に定めた規則は次のとおりです。「彼らが物理的自然について真実であると実際に証明できることは、我々の聖書と調和できることを示さなければならない。そして、彼らの論文の中で、我々の聖書、すなわちカトリック信仰に反する主張をするものがあれば、我々はそれが完全に誤りであることをできる限り証明するか、あるいは少なくとも、少しの躊躇もなく、それが誤りであると信じなければならない。」ここで定式化された規則がいかに正当であるかを理解するためには、まず、聖書の著者たち、あるいはより正確に言えば、彼らを通して語った聖霊が、「人々にこれらのこと（すなわち、目に見える宇宙の事物の本質）を教えようとしたのではなく、救いに何ら益となることを教えようとしたのではない」ことを覚えておく必要がある。したがって、彼らは自然の秘密を解き明かそうとはせず、むしろ多かれ少なかれ比喩的な言葉、あるいは当時一般的に用いられていた用語を用いて物事を記述し、扱った。そして、それらの用語は今日でも、最も著名な科学者でさえ日常的に用いていることが多い。日常的な言葉は、主に感覚で知覚できるものを記述するものであり、天使博士も指摘しているように、聖書の著者たちも同様に「感覚的に知覚できるもの」に従い、神が人々に語りかける際に意味するところを、人々が理解でき、慣れ親しんだ方法で書き留めたのである。
ガリレオ事件に関する著書を執筆したモーリス・フィノッキアーロは、これは「聖書解釈と科学的調査の関係についての見解であり、ガリレオが『クリスティーナ大公妃への手紙』で提唱したものと一致する」と述べている。[ 44 ]ピウス12世教皇は前任者の教えを繰り返した。
レオ13世の第一の、そして最大の関心事は、聖書の真理に関する教えを説き、それを攻撃から守ることであった。それゆえ、彼は厳粛な言葉で、聖書の著者が物理的な事柄について語る際に、天使博士が言うように「感覚的に見えるものに従って」、つまり「比喩的な表現、あるいは当時一般的に用いられていた用語、そして今日でも多くの点で、最も著名な科学者の間でさえ日常的に用いられている用語」を用いているならば、いかなる誤りもないと宣言した。なぜなら、「聖書の著者、あるいはより正確に言えば――これは聖アウグスティヌスの言葉である――彼らを通して語った聖霊は、これらの事柄――すなわち宇宙の事物の本質――救済に何ら益をもたらさない事柄――を人々に教えることを意図していなかった」からである。この原則は「関連する学問、特に歴史にも適用される」、つまり「やや似たような方法で、敵対者の誤謬を論駁し、聖書の歴史的真実を彼らの攻撃から守る」ことによって適用されるのである。
1664年、アレクサンデル7世は禁書目録（Index Librorum Prohibitorum ）を再発行し、地動説に関するものを含む、それらの書物に関連するさまざまな法令を添付した。彼は教皇勅書の中で、そうした目的は「最初から行われた一連の出来事が明らかにされるため」であると述べた。[ 45 ]
教皇庁の立場は、数世紀にわたって徐々に地動説を容認する方向へと変化していった。1757年、ベネディクト14世の教皇在位中に、禁書目録省は地球の運動を教えるすべての書籍を禁じる布告を撤回したが、 『対話』をはじめとするいくつかの書籍は引き続き禁書目録に明記された。1820年、聖務省は教皇の承認を得て、カトリックの天文学者ジュゼッペ・セッテレが地球の運動を既成事実として扱うことを許可し、カトリック教徒が地球の運動を信じる上でのあらゆる障害を取り除いた。
聖務省の査定官は、ラ・サピエンツァ大学の光学および天文学教授であるジュゼッペ・セッテレ氏の、地球の日々の運動および年間の運動に関する現代の天文学者の一般的な見解を支持する著書『天文学の基礎』の出版許可に関する要請を、神の摂理により教皇ピウス7世に委ねた。教皇は以前、この要請を最高聖省に委ね、同時に最高位かつ最高位の枢機卿審問官の検討に付した。教皇は、カトリックの著述家であっても、今日主張されているように地球の運動に関するコペルニクスの主張を支持する者には障害は存在しないと宣言した。さらに教皇は、上記の主張（コペルニクスの主張）が理解されているように、何ら困難をもたらさないことを示す目的で、この著作にいくつかの注釈を挿入することを提案した。過去に存在した困難、つまり現在行われているその後の天体観測以前の困難について。[教皇ピウス7世]はまた、[これらの決定]の実施を最高聖省の枢機卿秘書兼聖使徒宮殿長に委ねるよう勧告した。彼は現在、この本の印刷に関するあらゆる懸念や批判を終わらせると同時に、今後このような著作を出版する際には、所属修道会の長の許可なしには署名しない枢機卿代理の許可を得ることを確実にする任務に任命されている。[ 46 ]
1822年、聖務省は近代天文学に基づいて地球の運動を扱った書籍の出版禁止を解除し、ピウス7世教皇はこの決定を承認した。
最も優れた[枢機卿]は、1757年の聖省の法令および1820年のこの最高[聖務省]の法令に基づき、他の反証がない限り、現代天文学者の一般的な見解に従って地球の運動と太陽の不動を扱った著作の印刷および出版の許可を、現在または将来の聖使徒宮殿の長官が拒否してはならないと布告した。また、これに消極的または不服従を示す者は、必要に応じて、主張する特権を剥奪するなど、[この]聖省の選択により罰せられるべきである。[ 47 ]
1835 年版のカトリック禁書目録では、初めて『対話』がリストから削除された。[ 44 ] 1921 年の教皇回勅『In praeclara summorum』の中で、ベネディクト 15 世は、「私たちが住むこの地球は、かつて考えられていたように宇宙の中心ではないかもしれないが、私たちの最初の祖先の原初の幸福の舞台であり、彼らの不幸な堕落の証人であり、またイエス キリストの受難と死による人類の救済の証人でもある」と述べた。[ 48 ] 1965 年の第二バチカン公会議では、「したがって、私たちは、科学の正当な独立性を十分に考慮せず、それが引き起こす議論や論争から、信仰と科学は互いに相反するものだと結論づける人が多い、キリスト教徒の間にも時折見られるある種の思考習慣を嘆かずにはいられない」と述べた。[ 49 ]この声明の脚注は、モンシニョール 1 に宛てたものである。ピオ・パスキーニ著『ガリレオ・ガリレイの生涯と業績』全2巻、バチカン出版（1964年）。教皇ヨハネ・パウロ2世は、1992年に教皇庁科学アカデミーで行った演説の中で、ガリレオが受けた扱いを遺憾に思うと述べた。教皇はこの事件を「悲劇的な相互誤解」に基づくものだと宣言し、さらに次のように述べた。
プーパール枢機卿はまた、1633年の判決は修正不可能なものではなく、その後も議論が止むことなく続いていたが、1820年にセッテレ司祭の著作に認可が下りたことで終結したことを指摘している。… 当時の神学者たちが地球中心主義を主張した際の誤りは、物理世界の構造に対する我々の理解が、聖書の文字通りの意味によって何らかの形で押し付けられていると考えていたことにある。バロニウスに帰せられる有名な言葉「聖霊は我々の心を天に導くように教え、天に導くように教えない」を思い出してみよう。実際、聖書は物理世界の詳細には関心を払っておらず、その理解は人間の経験と理性の能力によるものである。知識には二つの領域が存在する。一つは啓示に源泉を持つ領域であり、もう一つは理性が自らの力で発見できる領域である。後者には特に実験科学と哲学が含まれる。この2つの知識領域の区別は対立として理解されるべきではない。[ 50 ]
ヨハネス・ケプラーは、ティコ・ブラーエの非常に正確な観測結果を分析し、その後、惑星が楕円軌道を描いて運動するという地動説に基づいて、1609年と1619年に3つの法則を構築しました。これらの法則を用いて、彼は1631年の金星の太陽面通過を初めて正確に予測した天文学者となりました。惑星の軌道が円軌道から楕円軌道に変わったことで、天体観測と予測の精度が劇的に向上しました。コペルニクスが考案した地動説はプトレマイオスの体系よりも正確ではなかったため、依然として地球中心説に固執する人々を説得するには、新たな観測が必要でした。しかし、ブラーエのデータに基づいたケプラーの法則は、地球中心説論者にとって容易に克服できない問題となりました。
1687年、アイザック・ニュートンは万有引力の法則を提唱した。これは、それ以前にロバート・フックらが仮説として述べていたものである。彼の主な功績は、万有引力の法則からケプラーの惑星運動の法則を数学的に導き出し、万有引力の法則を証明するのに役立ったことである。これにより、地球や惑星が宇宙を移動し続ける力として、また大気が飛び散らないようにする力として、重力が導入された。重力の理論により、科学者たちは太陽系のもっともらしい地動説モデルを迅速に構築することができた。ニュートンは著書『プリンキピア』の中で、それまで謎めいた説明のつかない神秘的な力と考えられていた重力が、どのように天体の動きを方向づけ、太陽系を正常に機能させているかについての理論を説明した。彼の向心力[ 51 ]に関する記述は、新しく開発された微分積分学という数学的手法を用いた科学的思考のブレークスルーであり、アリストテレスやプトレマイオスが支配していたそれまでの科学的思考の学派に取って代わった。しかし、その過程は段階的だった。
1673年から1738年にかけて、ニュートンの理論を検証するいくつかの実証実験が行われ、赤道における振り子の振動周期の長さや緯度1度の大きさの違いが徐々に明らかになった。さらに、恒星の光行差は1674年にロバート・フックによって観測され、1680年に終了した10年間にわたるジャン・ピカールの一連の観測によって検証された。しかし、その現象が解明されたのは1729年、ジェームズ・ブラッドリーが地球の太陽周回運動に基づいておおよその説明を行った時であった。
1838年、天文学者フリードリヒ・ヴィルヘルム・ベッセルは、星61 Cygniの視差を測定することに成功し、視差運動は存在しないとするプトレマイオスの主張を覆した。これにより、コペルニクスの仮説が最終的に裏付けられ、正確で信頼できる科学的観測結果が得られ、恒星が地球からどれほど遠いかが決定的に示されることになった。
地心座標系は、多くの日常的な活動やほとんどの実験室実験には便利ですが、太陽系の力学や宇宙旅行にはあまり適していません。太陽中心座標系はこれらの場合に最も便利ですが、銀河系および銀河系外天文学においては、太陽を静止しているとも宇宙の中心であるとも考えず、天の川銀河の中心の周りを回転しているものとして扱う方が簡単です。また、天の川銀河自体も宇宙の背景の中で静止しているわけではありません。
アルバート・アインシュタインとレオポルド・インフェルドは『物理学の進化』 （1938年）の中で次のように書いています。「すべての座標系（ CS ）に有効な物理法則を定式化することは可能でしょうか。一様に動いているものだけでなく、互いに相対的に全く任意に動いているものにも有効でしょうか。これができれば、私たちの困難は解決します。そうすれば、自然法則をあらゆる座標系に適用できるようになります。科学の黎明期にプトレマイオスとコペルニクスの見解の間で繰り広げられた激しい論争は、全く無意味なものとなるでしょう。どちらの座標系も等しく正当に使用できます。『太陽は静止していて地球は動いている』、あるいは『太陽は動いていて地球は静止している』という2つの文は、単に2つの異なる座標系に関する2つの異なる慣習を意味するだけです。すべての座標系で有効な真の相対論的物理学、つまり絶対運動ではなく相対運動のみが存在する物理学を構築できるでしょうか。これは確かに可能です！」[ 52 ]
ニュートン物理学よりも地動説に説得力を持たせているにもかかわらず、[ 53 ]相対性理論は地動説ではありません。むしろ、相対性理論は、太陽、地球、月、木星、あるいはその他のどの点も、太陽系の中心として等しく妥当であると述べているのです。[ 54 ]
相対性理論は、太陽系を記述する座標系の中心として太陽または地球のどちらを任意に選んだとしても、惑星の軌道は地球ではなく太陽に対して（おおよそ）楕円形になるというニュートン力学の予測と一致します。恒星の平均的な基準系に対しては、惑星は確かに太陽の周りを公転していますが、太陽は質量がはるかに大きいため、自身の直径よりもはるかに小さくしか動かず、その重力が惑星の軌道を決定する上で支配的です（言い換えれば、太陽系の重心は太陽の中心付近にあります）。地球と月は二重惑星に非常に近い状態です。両者が回転する重心は依然として地球内部にありますが、地球の中心から約4,624 km（2,873マイル）、つまり地球の半径の72.6%離れたところにあります（したがって、中心よりも表面に近い位置にあります）。
相対性原理が示しているのは、どの基準系を選択しても正しい数学的計算が可能であり、それらの計算結果は、物体同士の実際の運動の予測に関して互いに一致するということです。惑星の運動を予測するために、太陽系内で最も重力場の大きい天体を座標系の中心に選ぶ必要はありませんが、そうすることで計算の実行や解釈が容易になる場合があります。地球中心座標系は、地球の重力の影響を主に受ける天体（人工衛星や月など）のみを扱う場合や、地球から見た空の様子を計算する場合（太陽系全体を見下ろす架空の観測者とは対照的に、別の座標系の方が便利な場合もある）に、より便利となることがあります。
プトレマイオスモデルは近世初期まで支配的でしたが、16世紀後半以降、徐々に太陽中心説が主流の記述として取って代わりました。しかし、独立した宗教的信念としての地動説は完全に消滅することはありませんでした。例えば、1870年から1920年の間に、アメリカ合衆国では、ルーテル教会ミズーリ・シノッドの様々なメンバーが、コペルニクスの天文学を軽蔑し、地動説を宣伝する記事を発表しました。[ 55 ]しかし、1902年の神学季刊誌で、AL グレーブナーは、聖書に反しない限り、シノッドは地動説、太陽中心説、またはいかなる科学的モデルについても教義上の立場を持っていないと指摘しました。彼は、シノッド内の地動説信者によるいかなる宣言も、教会全体の立場を定めるものではないと述べました。[ 56 ]
地球中心説が聖書の見解であると主張する記事は、初期の創造科学ニュースレターにいくつか掲載された。現代においてそのような宗教的信念を擁護する人物には、ロバート・スンゲニス（2006年の著書『ガリレオは間違っていた』および2014年の疑似ドキュメンタリー映画『原理』の著者）などがいる。[ 57 ]現代の創造論団体のほとんどは、そのような見解を拒否している。[ n 2 ]正統派ユダヤ教の指導者の中には、宇宙の地球中心モデルと、マイモニデスが地球は太陽の周りを公転していると裁定したという解釈を維持している者もいる。 [ 59 ] [ 60 ]ルバヴィッチのラビも、相対性理論に基づいて地球中心説は擁護できると説明した。[ 61 ]マイモニデスの暦の計算では地動説が重要であるが、[ 62 ]聖書の神性を認め、彼の多くの裁定を法的拘束力のあるものとして受け入れているユダヤ教の宗教学者の大多数は、聖書やマイモニデスが地動説の信仰を命じているとは考えていない。[ 60 ] [ 63 ]地動説を推進した現代のイスラム学者もいる。その一人に、インド亜大陸のスンニ派学者であるアフメド・ラザ・カーン・バレルヴィがいる。彼は太陽中心説を否定し、太陽、月、その他の惑星が地球の周りを回る動きを説明する本を書いた。 [ 64 ]
全米科学財団が2014年に発表した報告書によると、調査対象となったアメリカ人の26%が太陽が地球の周りを回っていると信じている。[ 65 ]モリス・バーマンは、2006年の調査を引用し、現在、米国人口の約20%が地球が太陽の周りを回っている（太陽中心説）のではなく、太陽が地球の周りを回っている（地動説）と信じており、さらに9%が知らないと答えていることを示している。[ 66 ] 1990年代にギャラップが行った世論調査では、ドイツ人の16%、アメリカ人の18%、イギリス人の19%が太陽が地球の周りを回っていると考えていることがわかった。[ 67 ]科学技術の一般理解の専門家であるノースウェスタン大学のジョン・D・ミラーが2005年に実施した調査[ 68 ]では、アメリカの成人の約20%、つまり5人に1人が太陽が地球の周りを公転していると信じていることがわかった。[ 69 ] 2011年のVTSIOMの世論調査によると、ロシア人の32%が太陽が地球の周りを回っていると信じている。[ 70 ]
多くのプラネタリウムでは、太陽中心モデルと地球中心モデルを切り替えることができます。[ 71 ] [ 72 ]特に、地球中心モデルは、教育において天球と月の満ち欠けを投影するために今でも使用されています。[ 73 ]
9世紀のサービト・イブン・クッラから14世紀のイブン・アル＝シャティールに至るまでのすべてのイスラム天文学者、そしてアル＝キンディーからアヴェロエス、そしてそれ以降のすべての自然哲学者は、ギリシャの世界観、すなわち2つの球体から成り、そのうちの1つである天球がもう1つを同心円状に包み込んでいるという世界観を受け入れていたことが知られている。
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