地球が公転している事の証明って

質問

教えてください。
（以下 正しい用語が使えているか 怪しいです。）

こども（小５）と話していて 「太陽の周りを公転していることはどうしたらわかるのか？」って聞かれました。

自転は フーコーの振り子で 納得させました。

公転は？

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もちろん 地球の表面にいてです。
こどもには、
「天体がチョー複雑に動いているなら 公転して無くてもよいかも。でも、合理的じゃないよね。でも、合理的じゃないだけでは 科学的な証明ではないから、地球の表面にいたら わかんないんだよ」
と 教えているのですが・・・。

回答No.7

IAC

No.5です。

> 年周光行差も 星が 地球に併せてそうなるように 複雑に動いているで 片付くような・・・。

う～ん。。。では，少し詳しく考えましょう。

取りあえず，仮定として，年周光行差や年周視差が地球の運動と関係なく，いろいろな星の一つ一つが複雑な運動をした結果だとしましょう。

さて，年周光行差も年周視差も，ある面（実際には，地球の公転面）に垂直な方向の星では星に円を描かせ，その方向から外れるに従って楕円となり，90度ずれると線分上を星が移動することになります。

このとき，年周光行差では（地球の公転速度に変位量が依存しますから）星の遠近に係わらず，同一方向の星は同じ大きさの円や楕円を描きます。

一方，年周視差では（地球の公転半径に変位量が依存しますので）星の遠近に応じて，同一方向の星でも円や楕円の大きさが異なります。

この二つを比較すると，地球が公転していないとすると，観測する量によって，個々の星の描く円や楕円の大きさがバラバラになってしまうことが分かります。
（そもそも変位量の絶対値も違うのですが，お子様には説明しにくそうですので…）

星が見方によってバラバラに動くのは矛盾していますので，地球が公転していないとした仮定がおかしいことが分かります。

定量的な考察が欠けていますが，こんなところでいかがでしょうか？

お礼

ありがとうございます。

>星が見方によってバラバラに動くのは矛盾していますので

ここなんです。
こどもに対して、「何に矛盾しているか」が説明できないんです。
「もしかしたら、それぞれの星が勝手に動いているかも知れない」をどうやって否定したらよいか？うまく説明できないんです。

「それぞれがあるひとつの法則で動いている だと すっきりするし、わかりやすいでしょ？」とは説明していますし こどもも納得はしていますが、「だからそれが『真理なのだ！』」と言いづらくて・・。
（『科学的真理』なのは わかっているのですが。）
（すっきりして、わかりやすいのは 「人間が」ですよね？）

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科学的なこととは何か？ をきちんと考えたことが無かったので こんなことにはまってしまっているのかも？