球状の地球

球状の地球または地球の曲率は、地球の形状が球に近似していることを指します。球状の地球という概念は、古代および中世の間に、それまでの平面地球の考えに徐々に取って代わりました。地球の形状は、より正確には楕円体として説明され、これは近世初期に認識されました。

原因

地球は重力によってほぼ球形を保てるほどの質量がある。地球が球形から外れる原因のほとんどは、南北軸の周りの回転によって生じる遠心力によるものである。この力によって球形は扁平な楕円体に変形する。^[1]

形成

太陽系は、少なくとも部分的には、元素合成によって重元素を生成した1つ以上の超新星爆発の残骸であった塵の雲から形成されました。物質の粒子は静電相互作用によって集積しました。それらの質量が大きくなるにつれて、重力がさらに質量を集めるようになり、衝突の位置エネルギーが放出され、熱として落ち込みました。原始惑星系円盤には、放射性元素の割合が現在の地球よりも高かったのは、それらの元素が時間の経過とともに崩壊したためです。それらの崩壊は初期の地球をさらに加熱し、地球の内部熱収支に寄与し続けています。したがって、初期の地球はほとんどが液体でした。

回転せず、重力で引き寄せられる液体にとって、球形は唯一の安定した形状です。地球の自転によって生じる外向きの加速度は、極（ゼロ）よりも赤道の方が大きいため、球形は楕円形に変形します。楕円形は、回転する流体のポテンシャルエネルギーが最も低い形状を表します。この楕円形は、赤道付近では完全な球形よりもわずかに太くなります。地球の形状がわずかにでこぼこしているのは、密度の異なるさまざまな物質で構成されており、体積あたりの重力の量がわずかに異なるためです。

高温で新しく形成された惑星の流動性により、重い元素は中央に沈み、軽い元素は表面近くに押しやられる。このプロセスは惑星分化と呼ばれる。この出来事は鉄の大災害として知られており、最も豊富な重い元素は鉄とニッケルであり、現在地球の核を形成している。

その後の形状の変化と影響

地球の表面の岩石は十分に冷えて固まっているが、地球の外核はまだ液体のままであるほど熱い。エネルギーはまだ放出されており、火山活動や地殻変動によって岩石が丘や山に押し上げられ、カルデラから吹き飛ばされている。隕石も衝突クレーターや周囲の尾根を形成する。しかし、これらのプロセスによるエネルギー放出が止まると、時間の経過とともに浸食され、楕円体の最も低い位置エネルギー曲線に戻る傾向がある。太陽エネルギーによって動く天候によっても、水、岩石、土壌が移動し、地球がわずかに丸く変形することがある。

地球は、太陽と月が地球に対して動く重力によって、その最低位置エネルギーの形状が日々変化するため、波打っています。これが、変化する位置エネルギーに沿って自由に流れることができる海の水の潮汐を引き起こす原因です。

概念と測定の歴史

地球が球形であることは、ギリシャ世界や古代インドを含む様々な古代文化の天文学者、数学者、航海士によって知られ、計測されていました。紀元前300年頃のギリシャの民族誌学者メガステネスは、同時代のインドのバラモンが球形の地球を宇宙の中心と信じていたと述べたと解釈されています。^[2]ギリシャ人の知識は古代ローマ、中世のキリスト教およびイスラム教の領域に受け継がれました。大航海時代の世界一周航海は直接的な証拠を提供しました。輸送やその他の技術の進歩により、地球の大きさの推定が精緻化され、地球に関する知識が広まりました。

この概念に関する最も古い文献上の言及は紀元前5世紀頃、ギリシャの哲学者の著作の中に見られる。^[3]^[4]紀元前3世紀には、ヘレニズム天文学によって地球がほぼ球形であることが物理的事実として確立され、地球の円周が計算された。この知識は後期古代から中世にかけて旧世界全体に徐々に取り入れられていった。^[5]^[6]^[7]^[8]地球が球形であることの実際的な実証は、フェルディナンド・マゼランとフアン・セバスティアン・エルカーノによる世界一周航海（1519年 - 1522年）によって達成された。[ 9 ^]

球状の地球という概念は、それまで信じられていた平面地球に取って代わった。初期のメソポタミア神話では、世界は海に浮かぶ円盤とその上の半球状の天空として描かれており、^{[10]これは}アナクシマンドロスやミレトスのヘカタイオスによる初期の世界地図の前提となっている。地球の形状に関するその他の推測には、アヴェスターや古代ペルシャの文献に暗示されている7層のジッグラトまたは宇宙の山がある（7つの気候を参照）。

地球の形は楕円体としてより正確に記述できるという認識は、アイザック・ニュートンが『プリンキピア』で述べたように、17世紀に遡ります。19世紀初頭には、地球の楕円体の平坦化は1/300（デランブル、エベレスト）のオーダーであると決定されました。1960年代以降、米国国防総省の世界測地系によって決定された現代の値は、1/298.25に近いです。^[11]

測定と表現

測地学は測地学とも呼ばれ、三次元の時間変動空間における地球、その重力場、地球力学的現象（極運動、地球潮汐、地殻運動）の測定と表現を扱う科学分野です。

測地学は、主に測位と重力場、およびそれらの時間的変化の幾何学的側面に関係していますが、地球の磁場の研究も含まれる場合があります。特にドイツ語圏では、測地学は、地球を地球規模で測定する測地測量("Erdmessung" または "höhere Geodäsie") と、表面の部分を測定する測量("Ingenieurgeodäsie") に分けられます。

地球の形は少なくとも 2 つの方法で考えることができます。

ジオイドの形状、世界の海洋の平均海面など。
地球の陸地表面が海面より上に隆起したり海面より下に沈んだりする形状。

測地学の科学によって地球がより正確に測定されるにつれて、ジオイドの形状は完全な球ではなく、楕円体の一種である扁平回転楕円体に近いことが初めて判明しました。より最近の^[^いつ?^]測定では、ジオイドが前例のない精度で測定され、地球の表面下の質量の集中が明らかになりました。

証拠

地球がほぼ球形であることは、地上、飛行、軌道など、さまざまなタイプの観察によって経験的に証明できます。球形であることは、地球が平面であるという信念を否定する多くの影響と現象を引き起こします。

これらには、地球表面上の遠方の物体の可視性、月食、月の出現、特定の高度からの空の観測、さまざまな場所からの特定の恒星の観測、太陽の観測、表面航行、球面上のグリッドの歪み、気象システム、重力、および現代のテクノロジーが含まれます。

参照

参考文献

^ 「なぜ惑星は丸いのか？」NASA Space Place 2019年6月27日2019年8月31日閲覧。
^ E. At. Schwanbeck (1877)。メガステネスとアリアノスが記述した古代インド。シュワンベック博士が収集したメガステネスの『インド語』の断片とアリアノスの『インド語』の最初の部分の翻訳。p. 101。
^ ディックス、DR (1970)。初期ギリシャ天文学からアリストテレスまで。イサカ、ニューヨーク：コーネル大学出版局。pp. 72–198。ISBN 978-0-8014-0561-7。
^ コーマック、レスリー・B. (2015)、「コロンブス以前には、地理学者や他の知識人は地球が平らであることを知っていた」、ナンバーズ、ロナルド・L.、カンポウラキス、コスタス（編）、ニュートンのリンゴと科学に関するその他の神話、ハーバード大学出版、pp. 16–24、ISBN 9780674915473
^ ローマと中世の思想への続き: ラインハルト・クルーガー: 「Materialien und Dokumente zur mittelalterlichen Erdkugeltheorie von der Spätantike bis zur Kolumbusfault (1492)」
^ ジャミル、ジャミル (2009). "天文学"。フリートでは、ケイト。クレーマー、グドルン。デニス・マトリンゲ。ナワス、ジョン。ローソン、エベレット（編）。イスラム教百科事典。土井：10.1163/1573-3912_ei3_COM_22652。ISBN 978-90-04-17852-6。
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^ ヨーロッパの科学を介した中国による採用：Martzloff, Jean-Claude (1993). 「17世紀と18世紀の中国の天文学と数理天文学のテキストにおける空間と時間」. Chinese Science . 11 (11): 66–92. doi :10.1163/26669323-01101005. JSTOR 43290474. 2021-10-26 時点のオリジナルよりアーカイブ。2021-10-12に取得。およびCullen, C. (1976)。「地球平面説の中国人エラトステネス：淮南子における宇宙論の断片の研究」ロンドン大学東洋アフリカ研究学院紀要。39 (1 ) : 106–127。doi : 10.1017 /S0041977X00052137。JSTOR 616189。S2CID 171017315 。
^ ピガフェッタ、アントニオ（1906年）。マゼランの世界一周航海。アーサー・A・クラーク。[1]
^ ノイゲバウアー、オットー E. (1975)。古代数理天文学の歴史。ビルクハウザー。p. 577。ISBN 978-3-540-06995-9。
^ 詳細については、地球の図と地球の半径 § 全球半径を参照してください。衛星による最近の測定では、地球は実際にはわずかに洋ナシの形をしていることが示唆されています。ヒュー・サーストン、Early Astronomy、（ニューヨーク：Springer-Verlag）、p. 119。ISBN 0-387-94107 -X。

引用文献

ニーダム、ジョセフ; ワン、リン (1995) [1959].中国の科学と文明: 数学と天地の科学. 第3巻 (復刻版). ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局. ISBN 0-521-05801-5。

さらに読む

ジャニス・ヴァンクリーブ（2002年）。ジャニス・ヴァンクリーブの時代を超えた科学。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN 9780471208303。
メノン、CPS (2003)。初期天文学と宇宙論：最古の宇宙システムの再構築など。ホワイトギッシュム MT、米国：ケシンガーパブリッシング。ISBN 9780766131040。
アイザック・アシモフ（1972年）。『地球が丸いことはどうやって分かったのか？』ニューヨーク、ウォーカー。ISBN 978-0802761217。

外部リンク

地球は丸いと言う？それを証明してみなさい（The Straight Dopeより）
NASA – 地球の形状の変化のほとんどは気候の変化によるもの
丸い地球とクリストファー・コロンブス、教育ウェブサイト
地球が平らではないことを知るための10の方法、科学教育サイト

[1] 「なぜ惑星は丸いのか？」NASA Space Place 2019年6月27日2019年8月31日閲覧。

[2] E. At. Schwanbeck (1877)。メガステネスとアリアノスが記述した古代インド。シュワンベック博士が収集したメガステネスの『インド語』の断片とアリアノスの『インド語』の最初の部分の翻訳。p. 101。

[Dicks-3] ディックス、DR (1970)。初期ギリシャ天文学からアリストテレスまで。イサカ、ニューヨーク：コーネル大学出版局。pp. 72–198。ISBN 978-0-8014-0561-7。

[4] コーマック、レスリー・B. (2015)、「コロンブス以前には、地理学者や他の知識人は地球が平らであることを知っていた」、ナンバーズ、ロナルド・L.、カンポウラキス、コスタス（編）、ニュートンのリンゴと科学に関するその他の神話、ハーバード大学出版、pp. 16–24、ISBN 9780674915473

[Krüger:_Roman_and_medieval_continuation-5] ローマと中世の思想への続き: ラインハルト・クルーガー: 「Materialien und Dokumente zur mittelalterlichen Erdkugeltheorie von der Spätantike bis zur Kolumbusfault (1492)」

[Encyclopaedia_of_Islam:_Astronomy-6] ジャミル、ジャミル (2009). "天文学"。フリートでは、ケイト。クレーマー、グドルン。デニス・マトリンゲ。ナワス、ジョン。ローソン、エベレット（編）。イスラム教百科事典。土井：10.1163/1573-3912_ei3_COM_22652。ISBN 978-90-04-17852-6。

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[9] ピガフェッタ、アントニオ（1906年）。マゼランの世界一周航海。アーサー・A・クラーク。[1]

[Neugebauer-10] ノイゲバウアー、オットー E. (1975)。古代数理天文学の歴史。ビルクハウザー。p. 577。ISBN 978-3-540-06995-9。

[11] 詳細については、地球の図と地球の半径 § 全球半径を参照してください。衛星による最近の測定では、地球は実際にはわずかに洋ナシの形をしていることが示唆されています。ヒュー・サーストン、Early Astronomy、（ニューヨーク：Springer-Verlag）、p. 119。ISBN 0-387-94107 -X。