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？

回答No.6

First_Noel

お決まりの回答としては，年周視差と年周光行差ですね．
参考ＵＲＬはいかがでしょうか．

科学的思考法であるリクツを受け入れる方法として，直接的・間接的検証の他，
反証の矛盾点を指摘するのも有効です．
数１００年の間に何百万人もの批判的精神を持つ人達が
反証を試みて失敗しているのも事実です．
これを受け入れてしまうことは，非合理的でも非科学的でも無いと思います．

科学的思考法によって得られる答えは，真理ではなく，
無矛盾な表現体系である，と言うことは重要です．

＞でも 複雑な 複雑な動きを想定すれば 惑星の動きも天動説で 説明ができるんですよ。
＞これは、こどもも 科学雑誌みたいなの読んで知ってました。

プトレマイオスでしたか，回転円板を組み合わせて，
しかもある程度の予測まで出来てしまったヤツですね．
惑星運行の予測なら，精度はどうにか合わせられるとして，
これでも良いと思います．
しかし黄道面を横切る小惑星はなぜ円板にぶつからないか？
円板の材質，由来など，いろいろと矛盾が出て来ます．

この矛盾を解決する為に，新しい仮定を導入するしかなくなったとき，
リクツのブレークスルーの可能性があります．
だから年周視差を他のリクツで説明することに徹してみるのも手だと思います．
仮定が仮定を呼ぶ仮定スパイラルに陥ったときは要注意です．

しかし・・・素晴らしい親子ですね，僭越ながらとてもとても感心しました．
理想ですね．私も子供が出来たら質問者さまのような親になりたいです．

参考URL：

http://www.s-yamaga.jp/nanimono/uchu/tentaitoshitenochikyu.htm

お礼

ありがとうございます。

>科学的思考法によって得られる答えは，真理ではなく，無矛盾な表現体系である，と言うことは重要です．

これ 重要ですよね。
（でも この考えは さすがに 小５には 難しいと。）

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最近 新聞で 「地球を中心に星が廻っていると思っているこどもが多い」みたいな記事があるじゃないですか。あれって、「教科書に書いてあることは正しいから覚えなさい」的発想のように感じます。
（わたしだけ？←だいたひかる風）

科学的といわれていることでも 「疑ってみる」ことは重要だと思うのですが・・。学校では（少なくとも小学校では）教えてくれないようです・・・。
残念っ！

回答No.5

IAC

ひょっとしたら，回答をご存知ではないかと言う気もするのですが…。

公転運動の最初の観測的証拠は，イギリスのブラッドリーが発見した年周光行差でした。1728年のことです。

光行差は，移動する電車や車の中から落下する雨滴の軌跡を見ると斜めに落下して見えることの類推により説明されます。これは，お子さんの日常経験からしても分かり易い話になると思います。

下記をご参照ください。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E8%A1%8C%E5%B7%AE

http://www.town.bisei.okayama.jp/stardb/his/data/his0057.html

お礼

ありがとうございます。

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・・・。
（もちろん それが 合理的で そう考えると 他の現象も合理的に証明できるのは わかるのですが。でも それが 正解だとは だれも 保証はしてくれない・・。）

自転のフーコーの振り子は、
「目の前にある振り子」で実験するので 正しい実感をしやすいのかなぁと。

でも 振り子が フーコーの振り子になるように 動いているんだ と説明したら・・？？？？

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自分で 何を書いているのかわからなくなってしまいました。
（こどもに 「教科書に書いてあるから 正しい とは 完全に信じるな。たまに 少しは 疑え」と 教えたいのです。それが 理科でも。実際に 疑う頭が育ってきているようです・・。親バカ）

回答No.4

Kazupie

16世紀にコペルニクスが火星の逆行（地球から見て）を見て証明したのだそうです。
（下のリンク）

参考URL：

http://www.expocenter.or.jp/shiori/ugoki/ugoki2/ugoki2.html

お礼

ありがとうございます。

そういう動きをするから「惑星」（まどう星）なんｄねすよね！

でも 複雑な 複雑な動きを想定すれば 惑星の動きも天動説で 説明ができるんですよ。
これは、こどもも 科学雑誌みたいなの読んで知ってました。

けど もしかして 間違ってる？

回答No.3

darren

後、四季の移り変わりも公転していることの証明になると思います。同じく図に描けば納得してくれると思います。

お礼

ありがとうございます。

四季の移り変わりは 星座を考え出したギリシャ時代に明確にわかっていましたが、天が動いているとは 誰も考えなかったようですので 地動説でも説明が付くような気がしますが・・・。

回答No.2

silpheed7

四季による星座の見え方で説明できるのでは？

お礼

ありがとうございます。

「地球を中心にして 星が 都合よく 動いてくれれば」
説明が可能な気がします。

まったく合理的ではありませんが、可能性としては科学的に否定はできないのではと・・・。

もちろん こどもには、
「地動説として 考えることによって 無理が無いでしょ。それに、地球を中心に宇宙があるってのも 天体観測の資料から 無理がありそうでしょ。また、地球が特別でないって考えることで 更に いろいろなことがわかってくるんだよ」
と言ってますが、
「でも 教科書に書いてあるから って 信じちゃうんじゃ 科学者的じゃないところがあるんだよ。もしかしたら 星が ビュッって 動いているかもね。合理的じゃないからではなくて きちんと 証明しなくてはね。」
「自転が地表でわかる フーコーの振り子はすごいよね！でも 公転が 地表で実験的に証明できることはあるのかなぁ？」
って感じです。

回答No.1

kaoru-chan

賢いお子さんをお持ちですね：

自転をフーコーの振り子で納得させる、すばらしいですね。太陽、月、そして夜星が移動することでも、自転は説明できますね？

もし、星の動きで自転が納得できれば、同じ論法で公転も説明できると思います。

太陽系の画を思い出してください（3次元）。太陽が中心で、惑星が円周（楕円状）に配置されている。地球は365日で公転しますから、観測で遠くの星の角度の違いが判ります。これが、公転している説明となると思います。

画を描いて説明すると、聡明なお子さんは納得してくれるのではと思います。

お礼

ありがとうございます。

地球以外の天体が動いているので 自転もしていないなら、フーコーの振り子は あのように 動かないと思うのですが・・・。

年周視差のことでしょうか？
これだと、天体が 複雑に動いていれば で
説明できないでしょうか？
（地球を中心に 全天体が動きを合わせると言う とんでもなく 都合の良い話ですが、元々 天動説が地球を宇宙の中心と考えているようなので・・・。）