歴史
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ネパールのヒマラヤ山脈上空の北の夜空を長時間露光で撮影したこの写真には、地球が自転するときの星の見かけの軌道が示されています。
古代ギリシャ人の中には、ピタゴラス学派に属する者もおり、彼らは天体の見かけ上の日周回転ではなく、地球の自転を信じていた。おそらく最初の人物はフィロラオス（紀元前470-385年）だが、彼の体系は複雑で、中央の火の周りを毎日回転する反対の地球が含まれていた。[ 6 ]
より伝統的な考え方は、紀元前4世紀にヒケタス、ヘラクレイデス、エクファントスによって支持された。彼らは地球が自転していると仮定したが、地球が太陽の周りを公転しているとは示唆しなかった。紀元前3世紀には、サモス島のアリスタルコスが太陽が中心にあると示唆した。
しかし、紀元前4世紀のアリストテレスは、フィロラオスの考えは観察ではなく理論に基づいていると批判した。彼は、地球の周りを回転する恒星の球体という考えを確立した。 [ 7 ]これは、その後のほとんどの人々、特にクラウディオス・プトレマイオス（紀元2世紀）に受け入れられ、地球が自転すると強風で破壊されると考えていた。[ 8 ]
紀元499年、インドの天文学者 アリヤバータは、球状の地球は毎日自転しており、星の見かけの動きは地球の自転による相対的な動きであると提唱した。彼は次のような例えを挙げた。「船に乗って一方向に進んでいる人が、岸辺の静止しているものが反対方向に動いているように見えるのと同じように、ランカ島にいる人には恒星が西に向かって動いているように見える。」[ 9 ] [ 10 ]
10世紀には、イスラムの天文学者の中には、地球が地軸の周りを回転しているという考えを受け入れた者もいた。 [ 11 ]アル・ビールニーによると、アル・スィジィ（1020年没）は、同時代の人々から「我々が見ている動きは、地球の動きによるものであり、天空の運動によるものではない」という考えに基づいて、アル・ズーラキーと呼ばれるアストロラーベを発明した。 [ 12 ] [ 13 ]この見解が広く信じられていたことは、13世紀の文献で「幾何学者（または技術者）（ムハンディスィーン）によると、地球は常に円運動しており、天空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動きによるものである」と述べられていることでさらに裏付けられている。[ 12 ]その可能性について論じる論文が書かれ、プトレマイオスの反論やその議論に対する疑問が表明された。[ 14 ]マラガ天文台とサマルカンド天文台では、トゥシ（1201年生まれ）とクシジ（1403年生まれ）が地球の自転について議論したが、彼らが用いた議論や証拠はコペルニクスのものと似ている。[ 15 ]
中世ヨーロッパでは、トマス・アクィナスがアリストテレスの見解を受け入れ[ 16 ]、14世紀にはジョン・ビュリダン[ 17 ]とニコル・オレーム[ 18 ]も渋々受け入れた。1543年にニコラウス・コペルニクスが太陽中心の世界体系を採用して初めて、地球の自転に関する当時の理解が確立され始めた。コペルニクスは、地球の動きが激しいのであれば、星の動きはもっと激しいはずだと指摘した。彼はピタゴラス学派の貢献を認め、相対運動の例を挙げた。コペルニクスにとって、これは中心の太陽の周りを惑星が回るというより単純なパターンを確立する第一歩だった[ 19 ]。
ケプラーが惑星運動の法則の基礎とした正確な観察を行ったティコ・ブラーエは、コペルニクスの研究を地球が静止していると仮定するシステムの基礎として使用しました。1600年、ウィリアム・ギルバートは地球の磁気に関する論文で地球の自転を強く支持し[ 20 ]、それによって多くの同時代人に影響を与えました。[ 21 ] : 208 ギルバートのように、太陽の周りを地球が動くことを公然と支持も否定もしなかった人々は「半コペルニクス主義者」と呼ばれます。[ 21 ] : 221 コペルニクスの1世紀後、リッチョーリは、当時は落下物体に東向きの偏向が見られなかったことを理由に、地球の自転モデルに異議を唱えました。 [ 22 ]このような偏向は後にコリオリの力と呼ばれるようになりました。しかし、ケプラー、ガリレオ、ニュートンの貢献により、地球の自転理論に対する支持が集まりました。
実証的テスト
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地球の自転は、赤道が膨らみ、地理的な極が平坦になることを意味する。ニュートンはプリンキピアで、この平坦化は230分の1になると予測し、 1673年にリシェールが行った振り子測定を重力の変化の裏付けとして指摘したが、[ 23 ] 17世紀末のピカールとカッシーニによる子午線の長さの最初の測定は、その逆を示唆していた。しかし、1730年代のモーペルテュイとフランス測地線ミッションによる測定で、地球の扁平性が確立され、ニュートンとコペルニクスの両者の立場が裏付けられた。[ 24 ]
地球の回転座標系では、自由に移動する物体は、固定された座標系でたどる経路から外れた見かけの経路をたどります。コリオリの力により、落下する物体は、発射地点の下の垂直の鉛直線からわずかに東に逸れ、発射物は発射された方向から北半球では右に逸れます (南半球では左に逸れます)。コリオリの力は主に気象スケールで観測され、北半球と南半球でサイクロンの回転方向が逆になる原因となっています(それぞれ反時計回りと時計回り)。
フックは1679年にニュートンの提案に従って、 8.2メートルの高さから落下した物体が東に逸れるという予測を検証しようとしたが失敗した。しかし、18世紀後半から19世紀初頭にかけて、ボローニャのジョヴァンニ・バッティスタ・グリエルミニ、ハンブルクのヨハン・フリードリヒ・ベンツェンベルク、フライベルクのフェルディナント・ライヒが、より高い塔と慎重に放した重りを使って決定的な結果を得た。[ n 1 ] 158.5メートルの高さから落下したボールは、計算値の28.1mmに対して、垂直から27.4mm逸れた。
地球の自転を実証する最も有名な方法は、物理学者レオン・フーコーが1851年に初めて作ったフーコーの振り子である。これは鉛を充填した真鍮の球で構成され、パリのパンテオンの頂上から67メートルの高さに吊り下げられていた。振り子が揺れる下で地球が自転するため、振り子の振動面は緯度に応じた速度で回転するように見える。パリの緯度では、予測され観測されたシフトは1時間あたり約11度時計回りであった。フーコーの振り子は現在、世界中の博物館で揺れている。
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