地動説と天動説と相対性

質問

運動は「相対的に運動動いている」ってことですよね（地球に対して時速１００ＫＭとか）

そして絶対的な静止している空間なんて存在しないですよね。

となると、「地球か公転している」とか「太陽が地球の周りを回っている」など全て正しいように感じるんですが、この考えは正しくないのですか？
間違っているなら、どのあたりの考えがマズイのですか？教えてください

回答No.8

mmky

「間違っているなら、どのあたりの考えがマズイのですか？」
参考程度に
すべてが相対的であれば、アインシュタイン先生も光速度を絶対価値になどすることはなかったでしょうね。
逆に言えば、絶対価値があるから相対的に物事をみてもよいということでしょうね。このあたりの考え方に違いがありそうですね。
つまり、私たちの観測は運動している地球からしか観測しようがないが絶対真理の観点からみれば何が正しいのかという見方を追求するのが自然科学なんでしょうね。
例えば、地球の運動は、本来的には地球が所属する銀河の中心を座標中心にして観察するほうがより真理に近いのでしょうが、それは無理なので、太陽系の太陽を中心に持ってくるのがより真理に近いということでしょう。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.7

tiltilmitil

「地球が静止していて他の物が回っている」とすると、ある程度以上の距離にある星々は光速を超えて動いていることになってしまいます。

お礼

回答ありがとうございます。
＞光速を超えて動いていることになってしまいます。
そんな不思議なことになるとは知りませんでした。

回答No.6

Scull

簡単にするために「一つの回転体」として系を考えてみればいいと思います。こうなった時、太陽系全体として「何を中心に考えるのかが自然か」と考えますと、重心だろうと思います。
回転するコマのヘリを回転の中心として考える人は少ないでしょう？例え相対的には「ヘリを回転の中心として考えても記述できる」としてもです。

これを太陽系の回転に拡張すれば、太陽系の９割方の質量が集中している太陽を回転の中心に考えるのは、とても自然な事だと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.5

Tacosan

まあ天動説と地動説を足して 2 で割ったような説 (ティコの天動説: 太陽は地球のまわりをまわり, 他の惑星は太陽のまわりをまわる) もあったわけですが....
ただ, 「地球が宇宙の一点に固定されていてそのまわりを太陽がまわっている」と考えると, 年周視差とか光行差が説明できない (というか, これらを検出できなかったためにティコは地動説を採らなかったらしい) ことになります.

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.4

tatsumi01

No. 2 のものですが、説明不足がありました。

地球と太陽の二つだけを考えれば、地球の回りを太陽が周るとしても、太陽の回りを地球が周るとしても同じです。ただし、ニュートン力学の範囲ではどちらも正確ではなく、太陽と地球の重心を中心として両方が回転します。この重心を座標原点にとると、双方が原点を一つの焦点とする楕円軌道の上を動きます。

ただ、実際的には太陽の質量が地球よりはるかに大きいので、太陽は動かないとみても近似的には正しくなります。

上の範囲では、天動説も地動説も変わりありません。しかし、他の天体を考慮したとき、地動説の方が圧倒的に簡単なモデルになります。

お礼

何度も回答ありがとうございます。

回答No.3

MoulinR539

単なる天文ファンなので難しい物理は手に負えませんがご参考まで。天動説と地動説の議論は物理学というよりも宗教的な論争であり、要は地球というか神様が創ったというこの大地が動いているかどうかという議論です。その意味に限れば地動説が正しい。

　相対性理論では空間も時間と同様、絶対軸がないので、仮に太陽系が太陽と地球だけのシステムなら、太陽と地球はお互いの周囲を公転していると簡単に言い切れます。

　ただ、実際には、惑星やその他の太陽系天体の動き方からすると、地球が太陽の周りを他の惑星らと一緒に回っていると考えたほうが、全体の動きを理解するのにずっと容易なのですね。

　ある程度わかりやすい環境を限定的に設定するという方法は、それこそ特殊相対論の世界ですが、科学はそういう手法を排してはいないと思うのですが...。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.2

tatsumi01

もちろん、天動説も地動説も正しいのです。どちらでも観測値を説明するモデルは立てられます。しかし、その方程式の複雑さときたら比較になりません。

惑星の運動を天動説で説明しようとすると、つまり地球が静止して宇宙がその周りを回っているとすると、非常に複雑なモデルを考えないといけません。はるか昔から恒星の運動は天動説という簡単なモデルで説明できましたが、惑星の見かけの運動を説明できませんでした。ヘレニズム時代のプトレマイオスは、二重円モデル、すなわち惑星の軌道の中心は地球を中心とする円軌道の上にあり、惑星はその仮想的な中心の回りを円運動するというモデルを提出しました。さらに、観測が進むと三重円モデルを持ち出さないといけなくなりました。

コペルニクスの地動説は太陽を円軌道の中心におくもので、観測値とはいい一致が得られません。ケプラーがティコ・ブラーエの精密な観測結果からケプラーの法則を導き、惑星の運動は楕円軌道であり、太陽はその焦点の一つであることを示しました。ニュートンは、太陽と惑星の間の引力が中心力で強さが距離の二乗に反比例すれば、惑星の軌道が楕円軌道になることを証明しました。

天動説と地動説で、どちらのモデルがより簡単か、という選択の問題です。また、どちらのモデルが観測値とよく合うかという問題でもあります。自然は簡単な説明を欲する、という原理が働きます。

アインシュタインの相対性原理も、簡単なモデルでより多くの現象を説明しようとするもので、電磁気学と力学を簡単なモデルで統一しようとすると、相対性原理が必要になります。

お礼

回答ありがとうございます。
いっそのこと教科書にも「天動説よりも地動説のほうが考えやすい」って書いてくれるといいんですがね。

回答No.1

noname#69788

それは、私も思います。このようなことを突き詰めていくと相対論になるのかもしれませんね。私は、量子化学専攻なので天文学や相対論は、分かりませんが。

お礼

回答ありがとうございます。
同じ意見の人がいて、なんだか安心しました。