地心モデル

天文学において、地球中心モデル（天動説とも呼ばれ、プトレマイオス体系によって具体的に例示されることが多い）は、地球を中心とした宇宙の古い説明である。ほとんどの地球中心モデルでは、太陽、月、恒星、惑星はすべて地球の周りを回っている。地球中心モデルは、古代ギリシャのアリストテレスやローマ帝国エジプトのプトレマイオスなどの多くのヨーロッパ古代文明、およびイスラムの黄金時代において、宇宙の支配的な説明であった。

地球が宇宙の中心であるという考えを裏付ける観察結果が 2 つあります。第一に、地球上のどこから見ても、太陽は1 日に 1 回地球の周りを回っているように見えます。月と惑星もそれぞれ独自の動きをしますが、1 日に 1 回地球の周りを回っているように見えます。星は、地球の地理的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ます。 ^[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ます。つまり、固体で安定していて静止しているように感じられます。

古代ギリシャ、古代ローマ、中世の哲学者らは、一部の神話に暗示されている古い地球平面説とは対照的に、通常、地球が球体であるとする地動説モデルを組み合わせました。しかし、ギリシャの天文学者で数学者のサモス島のアリスタルコス（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地動説モデルを考案しました。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、ヨハネス・ケプラーが軌道は地動楕円であると仮定した17世紀まで西洋文化では異論が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、楕円軌道が彼の万有引力の法則から導かれることを示しました。

紀元2世紀に開発されたプトレマイオスの地動説モデルによる天文学的予測は、1,500年以上にわたって占星術や天文図を作成するための基礎となりました。地動説モデルは近世まで支配的でしたが、16世紀後半以降は徐々にコペルニクス（1473年 - 1543年）、ガリレオ（1564年 - 1642年）、ケプラー（1571年 - 1630年）の地動説モデルに取って代わられました。長い間、地動説の方がより正確な結果を生み出していたため、これら2つの理論の移行には多くの抵抗がありました。さらに、新しい未知の理論が地動説の受け入れられたコンセンサスを覆すことはできないと考える人もいました。

地球中心説はギリシャの天文学と哲学に早くから入り込んでおり、ソクラテス以前の哲学にも見られる。紀元前6世紀、アナクシマンドロスは地球が柱（円筒）の一部のような形をしており、万物の中心に高く掲げられているとする宇宙論を提唱した。太陽、月、惑星は地球を取り囲む目に見えない車輪の穴であり、その穴を通して人間は隠れた火を見ることができた。同じ頃、ピタゴラスは地球は（日食の観察に基づいて）球体だが中心ではないと考えていた。彼は地球が目に見えない火の周りを動いていると信じていた。後にこれらの見解が組み合わされ、紀元前4世紀以降のほとんどの教養あるギリシャ人は地球が宇宙の中心にある球体であると考えるようになった。^[2]

紀元前4世紀、影響力のあった2人のギリシャ哲学者、プラトンとその弟子のアリストテレスは、天動説に基づいた著作を書いた。プラトンによると、地球は球体で、宇宙の中心で静止している。恒星や惑星は球体または円上を地球の周りを回り、中心から外側に向かって、月、太陽、金星、水星、火星、木星、土星、恒星の順に配置され、恒星は天球上に位置する。 『国家』の一部である「エルの神話」で、プラトンは宇宙をセイレーンたちが付き添い、運命の3人の女神たちが回す必然の紡錘体として描いている。プラトンと共に働いたクニドスのエウドクソスは、天空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いて、惑星の運動について神話的要素が少なく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。

完全に発達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、地球を取り囲む 47～55 個の透明な回転球に付着しており、すべて地球と同心円状になっています (この数が多いのは、各惑星に複数の球体が必要であるためです)。これらの球体は結晶球と呼ばれ、それぞれ異なる均一な速度で移動し、地球の周りを天体が公転する仕組みになっています。これらの球体はエーテルと呼ばれる不滅の物質で構成されていました。アリストテレスは、月が最も内側の球体にあり、そのため地球の領域に触れて、暗い斑点 (黄斑) が生じ、月の満ち欠けが起こると考えていました。彼はさらに、地球の要素である土、水、火、空気、そして天体のエーテルの自然な傾向を説明することで、この体系を詳しく説明しました。彼の体系では、土が最も重い要素であり、中心に向かう動きが最も強いため、水が地球の球体を囲む層を形成するとされていました。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、火は空気より軽い。火の層の向こうにはエーテルの固体球があり、その中に天体が埋め込まれている。それらも完全にエーテルで構成されていた。

地動説の支持は、いくつかの重要な観察から主に生じた。まず第一に、地球が動いているのなら、恒星の視差による恒星の移動を観察できるはずだ。したがって、地球が動いているのなら、星座の形は一年の間にかなり変化するはずだ。星が動いているように見えなかったということは、恒星が太陽や惑星よりもこれまで考えられていたよりもずっと遠くにあり、その動きが検出できないか、地球がまったく動いていないかのどちらかだ。恒星は実際にはギリシャの天文学者が想定していたよりもずっと遠くにあるため（角運動が極めて小さい）、恒星の視差は19 世紀まで検出されなかった。したがって、ギリシャ人は 2 つの説明のうちより単純な方を選んだ。当時、地動説を支持するために使われたもう 1 つの観察は、金星の光度の見かけの一貫性で、これは金星が通常地球からほぼ同じ距離にあることを意味し、これは地動説よりも地動説とより一致している。 (実際、金星の明るさが一定なのは、その位相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われているためです。) 地動説に反対する人々は、地球上の物体は自然に地球の中心にできるだけ近いところに静止する傾向があると指摘しました。さらに、地球上の物体は、中心に近づく機会がない限り、外部の物体によって強制されるか、熱や湿気によって別の要素に変化しない限り、動かない傾向があります。

多くの現象に対する大気による説明が好まれたのは、完全に同心円状の球面に基づくエウドクサス・アリストテレスモデルでは、距離の変化による惑星の明るさの変化を説明できなかったためである。^[3]結局、完全に同心円状の球面は、当時の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は不可能であったため放棄された。しかし、同様の説明を提供しながら、後の従円および周転円モデルはすでに観測に対応できるほど柔軟であった。

ギリシャの天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が、彼の体系の詳細は標準化されなかった。紀元2世紀にヘレニズム時代の天文学者クラウディオス・プトレマイオスが開発したプトレマイオス体系によって、最終的に天動説が標準化された。彼の主要な天文学的著作である『アルマゲスト』は、ギリシャ、ヘレニズム時代、バビロニアの天文学者による何世紀にもわたる研究の集大成であった。1000年以上もの間、ヨーロッパとイスラムの天文学者はそれが正しい宇宙論モデルであると想定していた。その影響のため、人々は時々プトレマイオス体系が天動説モデルと同一であると誤って考えることがある。

プトレマイオスは、星の半分は常に地平線上にあり、残りの半分は常に地平線の下にあるという単純な観察（回転する恒星球上の星）と、星はすべて宇宙の中心から適度な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。地球が中心から大幅にずれていた場合、目に見える星と目に見えない星へのこの分割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 つの球体によって動かされます。1つは従円、もう 1 つは周転円です。従円は円で、その中心点は地球から離れた位置にあります。図では偏心円と呼ばれ、X で示されています。偏心の本来の目的は、季節の長さの違い (この時期、北半球の秋は春よりも約 5 日短かった) を説明するために、地球を宇宙の他の部分の自転中心から遠ざけることでした。もう 1 つの球体である周転円は従球の中に埋め込まれており、右側の小さい点線で表されます。特定の惑星は、周転円が従円で示された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時点で地球に近づいたり遠ざかったりします。これにより、惑星が減速、停止、逆行運動で後退し、その後再び反転して通常の順行運動に戻るという観測が説明されます。

従円と周転円のモデルは、さらに古い偏心円（地球からわずかに離れた中心を持つ従円）の考え方とともに、何世紀にもわたってギリシャの天文学者によって使用されていました。図では、従円の中心は地球ではなく、X でマークされた点であるため、偏心円（ギリシャ語で「から」を意味するἐκ ec-と「中心」を意味する κέντρον kentronに由来）となり、この点の名前の由来となっています。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も改善されていたものの、観測と完全には一致していませんでした。最も顕著なのは、惑星（特に火星）の逆行ループのサイズが予想よりも小さく、場合によっては大きくなり、30 度もの位置誤差が生じることです。この問題を軽減するために、プトレマイオスは等量円を考案しました。エクワントとは、惑星の軌道の中心近くにある点で、そこに立って観察すると、惑星の周転円の中心が常に等速で動いているように見えるが、他の場所では地球上と同様に不等速に見える。エクワントを使用することで、プラトンの理想である等速円運動からは外れるものの、プトレマイオスは運動を均一で円状に保てると主張した。その結果得られたシステムは、最終的に西洋で広く受け入れられるようになったが、現代の天文学者には扱いにくいと思われる。各惑星には、従円上を公転する周転円が必要で、惑星ごとに異なるエクワントによってオフセットされるからである。このシステムは、逆行運動の始まりと終わりを含むさまざまな天体運動を、最大誤差10度以内で予測し、エクワントを使用しない場合よりもかなり正確であった。

周転円モデルは、実際には離心率が低い楕円軌道の非常に優れたモデルです。離心率が 5% 未満の場合は、よく知られている楕円形は目立たなくなりますが、「中心」(実際には太陽が占める焦点) のオフセット距離は、惑星が持つような低い離心率でも非常に目立ちます。

要約すると、プトレマイオスはアリストテレス哲学と互換性のあるシステムを考案し、実際の観測を追跡し、主に今後 1000 年間の観測の範囲内で将来の動きを予測することに成功しました。観測された動きとそれを説明するメカニズムは次のとおりです。

地動説は最終的に太陽中心説に取って代わられた。コペルニクスの太陽中心説はプトレマイオスの周転円を排除できた。なぜなら逆行運動は地球と惑星の動きと速度の組み合わせの結果とみなすことができたからである。コペルニクスは等位円がアリストテレスの純粋さを侵害していると強く感じ、等位円を一対の新しい周転円に置き換えることは完全に同等であることを証明した。天文学者は等位円の方が計算しやすく、同じ結果をもたらすため、周転円の代わりに等位円を使い続けることが多かった。

コペルニクス、プトレマイオス、さらにはティコのモデルは、同一の入力に対して同一の結果をもたらすことが^{[誰によって？ ]}決定されました。つまり、それらは計算上同等です。ケプラーが物理的な太陽が軌道の決定に直接関与していることを示す物理的な観測を実証するまで、新しいモデルは必要とされませんでした。

プトレマイオス朝の地球から外側への球体の順序は次の通りである: ^[5]

1. 月
2. 水銀
3. 金星
4. 太陽
5. 火星
6. 木星
7. 土星
8. 恒星
9. Primum Mobile（「最初に移動した」）

この秩序はプトレマイオスが考案したものではなく、ユーラシアの主要な宗教的伝統に共通する古代の七天の宗教的宇宙論と一致しています。また、月、太陽、惑星、恒星の減少する軌道周期にも従っています。

イスラムの天文学者は、一般的にプトレマイオス体系と地動説を受け入れていたが^[6]、10世紀までにはプトレマイオス（シュクーク）に関する疑問を主題とする文献が定期的に現れた。^[7]イスラムの学者の中には、地球が動かないように見えること^{[8] [9]}と宇宙の中心性^{[10]に疑問を呈した者もいた。}アブー・サイード・アル・スィジィ（1020年頃死去）^{[11] [12} ]など、イスラムの天文学者の中には、地球が軸の周りを回転していると信じていた者もいた。アル・ビルニーによると、スィジィは、同時代の人々の一部が「私たちが目にする動きは、地球の動きによるものであり、天体の運動によるものではない」と信じていたことに基づいて、アル・ズーラキと呼ばれるアストロラーベを発明したという。 ^{[12] [13]}この見解が広く受け入れられていたことは、13世紀の次の文献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）によると、地球は一定の円運動をしており、天体の運動のように見えるものは、実際には星ではなく地球の運動によるものである。^[12]

11世紀初頭、アルハゼンは『プトレマイオスに対する疑念』（ 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。これをプトレマイオスの天動説を批判していると解釈する者もいるが^[14]、ほとんどの者は彼が実際には天動説ではなくプトレマイオスのモデルの詳細を批判していたことに同意している^{[15] 。}

12世紀、アルツァヘルは古代ギリシャの等速円運動の考えから離れ、水星は楕円軌道を回るという仮説を立てた^{[16] [17]。}一方、アルペトラギウスは、等円、周転円、偏心機構を放棄した惑星モデルを提唱したが^[18]、その結果、数学的に精度の低いシステムとなった。^[19]彼の代替システムは、13世紀の間にヨーロッパのほとんどの地域に広まった。^[20]

ファフル・アッディーン・ラーズィー（1149-1209）は、マタリブで物理学と物質世界の概念を論じる際、アリストテレスとアヴィセンナの地球が宇宙の中心にあるという概念を否定し、その代わりに「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、それらの世界はどれもこの世界よりも大きく、質量があり、この世界と似たものを持っている」と主張した。彼は神学的な議論を裏付けるために、コーランの「すべての賛美は世界の主である神に属する」という一節を引用し、「世界」という用語を強調した。^[10]

「マラーガ革命」とは、マラーガ学派がプトレマイオス天文学に対して起こした革命を指す。「マラーガ学派」は、マラーガ天文台で始まり、ダマスカス モスクやサマルカンド天文台の天文学者たちによって引き継がれた天文学の伝統である。アンダルシアの先人たちと同様に、マラーガの天文学者たちは、エカント問題 (惑星または周転円の中心が円周の周りを均一に動くと考えられていた円)を解決し、天動説を放棄することなくプトレマイオス モデルに代わる配置を生み出そうとした。彼らは、アンダルシアの先人たちよりも、エカントと離心率を排除し、惑星の位置を数値的に予測する点でプトレマイオス モデルよりも正確で、経験的観測とよりよく一致する非プトレマイオス配置を生み出すことに成功した。^[21]マラーガの天文学者の中で最も重要な人物には、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 シラージ(1236 – 1311)、イブン アル シャティール(1304 – 1375) が含まれます。アリ・クシュジ（ 1474年頃）、アル・ビルジャンディ（1525年死亡）、シャムス・アル・ディン・アル・カフリ（1550年死亡）。^[22]

しかし、マラガ学派は地動説へのパラダイムシフトを成し遂げることはなかった。^{[23]マラガ学派が}コペルニクスに与えた影響については、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のカップルを独自に開発した可能性は、トゥーシの研究やマラガ学派の研究を知っていたことを証明した研究者がいないため、未解決のままである。^{[23] [24]}

すべてのギリシャ人が地動説に同意したわけではない。ピタゴラス学派についてはすでに述べたが、一部のピタゴラス学者は、地球は中心の火の周りを回るいくつかの惑星のうちの1つであると信じていた。 ^{[25 ] 紀元前5世紀の2人のピタゴラス学者} ヒケタスとエクファントス、および紀元前4世紀のヘラクレイデス・ポンティクスは、地球は自転するが宇宙の中心にあると信じていた。^{[26]このような体系は今でも地動説とみなされる。}中世にジャン・ビュリダンによって復活した。ヘラクレイデス・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っていると提唱したと考えられていたが、現在ではそうではなかったことが分かっている。^[27] マルティアヌス・カペラは水星と金星が太陽の周りを回っていると明確に主張している。 ^[28] サモスのアリスタルコスは、太陽が宇宙の中心にあり、地球と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書を書いたが、これは現存していない。 ^[29]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信奉者がいた。^[30] 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がないことを的確に理解していた。この理論は後のエピクロス派に広く受け入れられ、ルクレティウスが詩『物質の性質について』で擁護したことで有名である。^[31]

1543年、コペルニクスの『天球の回転について』の出版により、地動説は初めて重大な挑戦に直面した。この著書では、地球と他の惑星は太陽の周りを回っていると仮定していた。地動説はその後も長年信じられていたが、それは当時のコペルニクス説の方が地動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提起していたためである。コペルニクス説はプトレマイオスの説よりも正確ではなかった。なぜなら、コペルニクス説では依然として円軌道を使用していたからである。これは、ヨハネス・ケプラーが軌道が楕円であると仮定するまで変更されなかった（ケプラーの惑星運動の第一法則）。

1609 年に望遠鏡が発明され、ガリレオ ガリレイの観測(木星に衛星があるなど) は、地動説の信条の一部に疑問を投げかけたが、地動説を深刻に脅かすものではなかった。ガリレオは月面に暗い「斑点」、つまりクレーターを観察し、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述べた。これは、望遠鏡による月の欠陥の初めての詳細な観測であり、月は高次の天体のエーテルとは対照的に、地球とそのより重い元素によって汚染されているとアリストテレスが以前に説明していた。ガリレオは木星の衛星も観測し、それをコジモ 2 世デ メディチに献呈し、衛星は地球ではなく木星の周りを回っていると述べた。^[32]これは重要な主張でした。なぜなら、プトレマイオスのモデルで述べられているようにすべてのものが地球の周りを回っているわけではないことを意味するだけでなく、二次天体が動く天体の周りを回ることができることを示し、動く地球が月を保持できるという太陽中心説の議論を強化するからです。^{[33]ガリレオの観察は}、クリストフ・シャイナー、ヨハネス・ケプラー、ジョヴァンニ・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。^[34]

1610 年 12 月、ガリレオ・ガリレイは望遠鏡を使用して、金星が月と同じようにすべての満ち欠けを見せていることを観察しました。彼は、この観察はプトレマイオス体系とは相容れないものの、太陽中心説の自然な帰結であると考えました。

しかし、プトレマイオスは金星の従円と周転円を完全に太陽球の内側（太陽と水星の間）に配置しましたが、これは恣意的でした。彼は金星と水星を入れ替えて太陽の反対側に置いたり、金星と水星を他の配置にしたりすることも簡単にできました。ただし、金星の周転円の中心を太陽の近くに置くなど、金星と水星が常に地球から太陽を通る線の近くにあったらの話です。この場合、太陽がすべての光源である場合、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または真っ暗になります。金星が太陽の外側にある場合、金星の位相は常に半月または満月になります。

しかしガリレオは、最初は小さく満月のような金星を見て、後に大きく三日月のような金星を見た。

これは、プトレマイオスの宇宙論では、金星の周転円は太陽の軌道の完全に内側にも外側にもなり得ないことを示しました。その結果、プトレマイオス朝は金星の周転円が完全に太陽の内側にあるという考えを放棄し、17世紀後半の天文学的宇宙論の競争は、ティコ・ブラーエのティコニック体系（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太陽の周りを1つの巨大な周転円で公転している）のバリエーション、またはコペルニクス体系のバリエーションに焦点が当てられました。

ヨハネス・ケプラーは、ティコ・ブラーエの正確な観測結果を分析し、その後、惑星が楕円軌道を回る太陽中心説に基づいて、1609年と1619年に3つの法則を構築しました。これらの法則を使用して、彼は1631年の金星の太陽面通過を予測した最初の天文学者でした。惑星の軌道が円軌道から楕円軌道に変わったことで、天体の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太陽中心説はプトレマイオスのシステムよりも正確ではなかったため、依然として地動説に固執する人々を説得するには新しい観測が必要でした。しかし、ブラーエのデータに基づくケプラーの法則は、地動説支持者にとって簡単には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、ロバート・フックらによって仮説として以前に説明されていた万有引力の法則を唱えた。彼の主な業績は、ケプラーの惑星運動の法則を万有引力の法則から数学的に導き、それによって後者の証明に貢献したことである。これにより、地球と惑星が宇宙を移動し続ける力と、大気が吹き飛ばされないようにする力の両方として重力が導入された。重力理論により、科学者は太陽系の妥当な太陽中心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』で、それまで神秘的で説明のつかないオカルトの力であると考えられていた重力が、どのようにして天体の動きを導き、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。彼の求心力^{[35]の説明は、}微分積分という新しく開発された数学分野を用いた科学的思考の飛躍的進歩であり、最終的にアリストテレスとプトレマイオスが支配していた以前の科学的思考の流派に取って代わるものとなった。しかし、そのプロセスは段階的なものでした。

ニュートンの理論は、赤道での振り子の振動周期が長いことや緯度によって大きさが異なることを説明するいくつかの実験的検証が、1673年から1738年の間に徐々に可能になった。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、ジャン・ピカールによる10年間にわたる一連の観測で検証され、1680年に終了した。しかし、1729年にジェームズ・ブラッドリーが地球が太陽の周りを公転するという観点から大まかな説明を提供する まで、説明されなかった。

1838 年、天文学者のフリードリヒ ヴィルヘルム ベッセルは、はくちょう座 61 番星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反証しました。これにより、コペルニクスの仮説が最終的に確認され、正確で信頼性の高い科学的観察が提供され、恒星が地球からどれだけ離れているかが決定的に示されました。

地心座標系は、多くの日常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た選択肢ではありません。太陽中心座標系はこれらの場合に最も役立ちますが、太陽が静止しているわけでも宇宙の中心でもないとみなされ、むしろ銀河の中心の周りを回転していると見なされ、一方で銀河も宇宙背景の中で静止していないとみなされると、銀河および銀河系外の天文学はより簡単になります。

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）で次のように書いている。「均一に動くものだけでなく、互いに相対的にまったく任意に動くものも含め、すべての座標系（CS ）に有効な物理法則を定式化できるだろうか。これができれば、困難は解決するだろう。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る。科学の黎明期に激しく繰り広げられたプトレマイオスとコペルニクスの見解の争いは、まったく意味をなさなくなる。どちらの座標系も、同等の正当性を持って使用できる。『太陽は静止し、地球は動く』または『太陽は動き、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ある。すべての座標系に有効な真の相対論的物理学を構築できるだろうか。絶対的な動きはなく、相対的な動きのみが存在する物理学である。これは確かに可能である！」^[36]

ニュートン物理学よりも地動説を重視しているにもかかわらず、^[37]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、あるいは他のどの点でも、太陽系の中心として同等の妥当性を持って選択できると述べています。^[38]

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と地球のどちらを任意に選択したとしても、惑星の軌道は地球ではなく太陽に対して（おおよそ）楕円形を形成するというニュートンの予測と一致している。恒星の平均基準系に関して言えば、惑星は確かに太陽の周りを回っているが、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動き、太陽の重力が惑星の軌道を決定する上で支配的である（言い換えれば、太陽系の質量の中心は太陽の中心近くにある）。地球と月は、連星惑星に非常に近い。両者が自転する質量の中心は依然として地球の内部にあるが、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% 離れている（したがって、中心よりも表面に近い）。^[要出典]

相対性原理が指摘しているのは、選択された基準フレームに関係なく正しい数学的計算が可能であり、これらはすべて、互いに対する物体の実際の動き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、座標系の中心として最大の重力場を持つ太陽系の物体を選択する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可能性があります。地球中心座標系は、地球の重力の影響を最も受ける物体（人工衛星や月など）のみを扱う場合や、地球から見た空がどのように見えるかを計算する場合（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があります）に便利です。^[要出典]

プトレマイオスのモデルは近世まで支配的だったが、16世紀後半以降は徐々に地動説に取って代わられ、共通の見解となった。しかしながら、独立した宗教的信仰としての天動説は完全に消滅することはなかった。例えば、米国では1870年から1920年にかけて、ルーテル教会ミズーリ教区のさまざまなメンバーが、コペルニクスの天文学を非難し、天動説を推奨する記事を発表した。^[39]しかし、1902年の神学季刊誌で、ALグレーブナーは、教区は、聖書に反しない限り、天動説、地動説、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とらないと指摘した。彼は、教区内での天動説のいかなる宣言も、教会全体の立場を定めるものではないと述べた。^[40]

天動説が聖書の見解であると主張する記事が、初期の創造科学ニュースレター^{[どのニュースレターですか? ]に掲載され、}聖書のいくつかの節を指摘し、文字通りに解釈すると、太陽と月の毎日の見かけの動きは、地球の軸の周りの回転によるものではなく、地球の周りの実際の動きによるものであることを示しています。たとえば、ヨシュア記10:12では、太陽と月は空で止まると言われており、詩篇では世界は動かないと表現されています。^[41]詩篇93:1には、「世界は確立され、堅固で安全です」と一部書かれています。このような宗教的信念の現代の支持者には、ロバート・スンゲニス（2006年の本「ガリレオは間違っていた」と2014年の疑似ドキュメンタリー映画「原理」の著者）が含まれます。^[42]これらの人々は、聖書をそのまま読むと宇宙がどのように創造されたかについての正確な説明が含まれており、天動説の世界観が必要であるという見解に賛同しています。現代の創造論者の団体のほとんどは、そのような見解を否定しています。^{[n 2]}

国立科学財団が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。^[44] モリス・バーマンは2006年の調査を引用し、現在米国民の約20%が太陽が地球の周りを回っている（地動説）と信じており、地球が太陽の周りを回っている（地動説）とは考えていないと答えた一方、9%は知らないと答えた。^[45]ギャラップ社が1990年代に実施した世論調査では、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。^[46]科学技術に関する一般の理解の専門家であるノースウェスタン大学のジョン・D・ミラー氏が2005年に行った調査では、 ^[47]アメリカ人の成人の約20%、つまり5人に1人が太陽が地球の周りを回っていると信じていることがわかった。^{[48] 2011年の}VTSIOM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。^[49]

有名なガリレオ事件は、地球中心説とガリレオの主張を対立させた。このような議論の神学的根拠に関して、2 人の教皇が現象学的言語の使用が聖書の誤りを認めさせるかどうかという問題に取り組んだ。両者とも、そうではないと教えた。教皇レオ 13 世(1878-1903) は次のように書いている。

我々は、物理科学を悪用し、聖書を詳細に精査して著者の間違いを見つけ出し、その内容を中傷する機会を狙う人々と戦わなければならない。... 神学者と物理学者の間では、それぞれが自分の考えにとどまり、聖アウグスティヌスが警告しているように「軽率な主張をしたり、知られていないことを知られていると主張したりしないように」注意している限り、実際のところ、真の矛盾は決してあり得ない。彼らの間に不和が生じた場合、神学者のために聖アウグスティヌスが定めた規則がここにあります。「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ものは何であれ、私たちはそれが私たちの聖書と調和できることを証明しなければなりません。そして、彼らが論文で主張するものが私たちの聖書、つまりカトリックの信仰に反するものであれば、私たちはそれが完全に間違っていることをできる限り証明するか、いずれにしても、少しもためらうことなく、そうであると信じなければなりません。」ここで述べられている規則がいかに正しいかを理解するためには、まず、聖書の著者、またはより正確に言えば、彼らを通して語った聖霊は、「人々にこれらのこと（つまり、目に見える宇宙の事物の本質）を教えようとはしなかった」ことを思い出さなければなりません。それは、救いにまったく役立たないことです。したがって、彼らは自然の秘密を解明しようとはせず、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使われていた言葉、そして今日でも最も著名な科学者たちによってさえ日常的に使われている言葉で物事を描写し、扱った。日常会話は主に、そして適切に、感覚に訴えるものを描写する。そして、同じように、聖なる著者たちは、天使博士も私たちに思い出させているように、「感覚的に現れたものに従って」、神が人間に語りかけて意味することを、人間が理解でき、慣れ親しんだ方法で書き留めた。

— プロヴィデンティッシマス・デウス18

ガリレオ事件に関する本の著者モーリス・フィノッキアーロは、これは「聖書の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女への手紙』で提唱したものと一致している」と指摘している。^[50] 教皇ピウス12世（1939年 - 1958年）は、前任者の教えを繰り返した。

レオ 13 世の第一にして最大の関心事は、聖書の真実についての教えを述べ、それを攻撃から守ることであった。したがって、彼は厳粛な言葉で、聖書の筆者が物質的秩序の事柄について語る場合、天使博士が言うように「感覚的に現れたものに従って」、つまり「比喩的な言葉、あるいは当時一般的に使われていた用語、そして今日でも最も著名な科学者の間でさえ多くの場合日常的に使われている用語で」語るとしても、まったく誤りはない、と宣言した。なぜなら、「聖書の筆者、あるいはもっと正確に言えば、聖アウグスティヌスの言葉であるが、彼らを通して語った聖霊は、宇宙の事物の本質であるこれらの事物、救いにまったく役立たないもの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「同種の科学、特に歴史に適用される」、すなわち、「ある程度同様の方法で敵対者の誤りを反駁し、彼らの攻撃から聖書の歴史的真実を守る」ことによって適用される。

— ディヴィーノ・アフランテ・スピリトゥ、3

1664年、教皇アレクサンデル7世は禁書目録（Index Librorum Prohibitorum ）を再発行し、地動説に関するものも含め、それらの本に関連するさまざまな法令を添付した。教皇は教皇勅書の中で、その目的は「初めから行われたことの連続を知らせるため」であると述べた[ 51 ] ^。

教皇庁の立場は、数世紀にわたってゆっくりと太陽中心説を認める方向に変化していった。1757年、ベネディクトゥス14世の在位中、聖省は地球の運動を教えるすべての書籍を禁止する法令を撤回したが、対話と他の数冊の書籍は引き続き明示的に含まれていた。1820年、聖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確立された事実として扱うことを許可する法令を発布し、地球の運動を信じるカトリック教徒にとっての障害を取り除いた。

ローマ法王庁の査定官は、ラ・ラ・サピエンツァ大学の光学および天文学の教授であるジュゼッペ・セッテレ氏の、地球の日々および年ごとの運動に関する現代の天文学者の共通見解を支持する著作「天文学の原点」の出版許可を求める要請を、神の摂理を通じて教皇ピウス7世聖下に回付した。以前、教皇はこの要請を最高聖会議に回付し、同時に最も高名で崇敬すべき総枢機卿の検討に付託していた。教皇は、地球の運動に関するコペルニクスの主張を、今日カトリックの著者によっても肯定されているような形で支持する人々にとって、何ら障害は存在しないと布告した。さらに、教皇は、上記の[コペルニクスの]主張が、一般に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ために、この著作にいくつかの注釈を挿入することを提案した。教皇ピウス7世は、現在行われている天文観測の前に過去に存在していた困難についても言及しています。また、教皇ピウス7世は、これらの決定の実施を最高聖省の枢機卿秘書官と聖使徒宮殿長に委ねるよう勧告しました。彼は現在、この本の印刷に関するあらゆる懸念と批判を終わらせる任務を負っており、同時に、今後、このような著作の出版に関しては、枢機卿代理の許可を得るようにし、その署名は修道会の長の許可なしには与えられないようにします。^[52]

1822年、聖務省は現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撤廃し、教皇ピウス7世はその決定を批准した。

最も高名な枢機卿たちは、1757年の聖なる目録の聖省の法令と1820年のこの最高[聖務]の法令に基づき、他の反対の兆候がない限り、現代の天文学者の一般的な見解によれば、地球の移動と太陽の不動性について論じた著作の印刷と出版の許可を、聖なる使徒宮殿の現職長官または将来の長官が拒否してはならないと布告した。また、不本意な態度を示したり、不服従を示す者は、必要に応じて[彼らの]主張する特権を剥奪して、[この]聖なる目録の聖省の選択により罰せられるべきである。^[53]

1835年版のカトリック禁書目録では、初めて『対話』がリストから除外されている。^[50] 1921年の教皇回勅『 In praeclara summorum』で、ベネディクト15世は「我々が住むこの地球は、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、我々の祖先が本来幸福だった場所であり、彼らの不幸な堕落の証人であり、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。^[54] 1965年、第二バチカン公会議は「したがって、我々は、科学の正当な独立性に十分注意を払わず、それが引き起こす議論や論争から、多くの人の心に信仰と科学は互いに対立するものだという結論を導くような、キリスト教徒にも時折見られるある種の思考習慣を嘆かざるを得ない」と述べた。^[55]この声明の脚注はモスナー宛である。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）。ヨハネ・パウロ2世は1992年、教皇庁科学アカデミーでの演説で、ガリレオが受けた扱いを遺憾に思った。教皇は、この事件は「悲劇的な相互誤解」に基づくものだと宣言した。さらに次のように述べた。

プ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、その後も発展を続けてきた論争は、1820 年にカノン・セッテレの著作が承認されて終結したことを私たちに思い出させてくれました。... 当時の神学者たちが地球の中心性を主張していたときの誤りは、物質世界の構造に関する私たちの理解が、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たものだと考えていたことです。バロニウスの有名な格言「聖霊は、私たちが食べるときに頭脳に教え、頭脳に与えるときには頭脳に教えない」を思い出してみましょう。実際、聖書は物質世界の詳細には関心がなく、その理解は人間の経験と推論の能力です。知識には 2 つの領域があり、1 つは黙示録に源があり、もう 1 つは理性が自らの力で発見できる領域です。後者には特に実験科学と哲学が属する。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。^[56]

正統派ユダヤ教指導者の中には、前述の聖書の一節と、地球は太陽の周りを回っているとするマイモニデスの解釈に基づいて、宇宙の天動説を主張する者もいる。 ^{[57] [58]}ルバビッチ派のラビはまた、天動説は相対性理論に基づいて擁護できると説明した。相対性理論は、「宇宙空間にある2つの物体が互いに相対的に動いているとき、科学的観点からは、地球が太陽の周りを回っているか、太陽が地球の周りを回っているか、どちらの可能性も等しく有効であると科学は絶対的な確信を持って宣言している」としているが、彼はさらに、天動説を信じる人々を「コペルニクスの世界にとどまっている」と述べている。^[59]

ゾハールはこう述べています。「世界全体とそこに住むものは、球の底にいる者も、球の頂上にいる者も、球のように円を描いて回転している。神の創造物はすべて、球のさまざまな部分に住んでいる場所がどこであろうと、空気がそれぞれの場所によって異なるため、見た目（色、特徴）が異なっているが、他のすべての人間と同じように直立している。したがって、世界には、ある場所には光があり、別の場所には闇があり、ある場所には昼があり、別の場所には夜がある場所がある。」^[60]

マイモニデスの暦の計算では天動説が重要だが、^[61]聖書の神性を認め、彼の判決の多く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天動説を信じるように命じているとは信じていない。^{[58] [62]}

アルマゲストのラテン語からアラビア語への翻訳運動の後、イスラム教徒はプトレマイオスの地動説を採用し、それを改良した。彼らはそれがイスラムの教えと関連していると信じていた。^{[63] [64] [65]}

現代のイスラム学者の中には、天動説を推進した者もいる。その一人はインド亜大陸のスンニ派学者、アフメド・ラザ・カーン・バレルヴィである。彼は地動説を否定し、太陽、月、その他の惑星が地球の周りを回る動きを説明した 本^{[66]を著した。}

多くのプラネタリウムは、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。^{[67] [68]}特に、地球中心モデルは、教育において天球や月の満ち欠けを投影するために今でも使用されており^[69]、時にはナビゲーションにも使用されます。

• アリストテレス物理学
• 地球中心、地球固定の座標系
• 宇宙の中心の歴史
• 空洞地球 § 凹型空洞地球
• 宗教的宇宙論
• 火の球
• ヴォルフガング・スミス、カトリックの数学者

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Wikiquote には、地心モデルに関連する引用があります。

ウィキメディア・コモンズには、地心モデルに関連するメディアがあります。

• 太陽系の地心モデルを仮定した場合の観測軌道の複雑さを示すもう一つの例
• 西暦150年の太陽系の地球中心の視点のアニメーション
• プトレマイオスの天文学体系
• ガリレオ プロジェクト – プトレマイオス体系