皆既日食の偶然の幾何学

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スミスの『図解天文学』 （出版日 1855 年）によると、皆既日食の影響は次のとおりです。

その暗さは無意味さの感覚です。なぜなら、暗闇の中では、自分が太陽を周回する惑星に住んでいて、その太陽は宇宙にある何十億もの銀河の中の何十億もの星の一つに過ぎないことを認めなければならないからです。その暗さは畏敬の念です。

正確に言うと、その「畏敬の念」とは、月が太陽を完全に遮り、地球に影を落とし、太陽のコロナのかすかな、はかないオーラだけが暗闇に浮かび上がるときのことです。これは数学と偶然によってのみ起こります。皆既日食は偶然であると同時に確実でもあります。

たとえば、太陽の半径が 695,700 km だとすると、半径 1,737 km の月が太陽を遮るのはなぜでしょうか。いいえ、これは目の錯覚ではありません。偶然にも、2 つの宇宙方程式が合致するのです。

1 つ目は、太陽の半径は月の半径の約400 倍であるということです。2 つ目は、太陽は地球から月よりも約400 倍遠いということです。

つまり、地球人が天空を眺めると、太陽と月は通常、空で同じ大きさに見えます。しかし、火星人であれば、月は太陽よりもずっと小さく見え、皆既日食を見るほど幸運なことは決してないでしょう。地球上で皆既日食を体験できるのは、偶然にも距離と大きさが相対的であるという、つまり偶然の問題なのです。

確かなのは、月と地球が太陽の周りを回っていることです。これらの天体が一直線に並ぶと、つまり地球、月、太陽の順になると、日食が起こります。

地球人が天空を眺めているところを想像してください。太陽と月は通常、空で同じ大きさで見えることを思い出してください。

月が地球の周りを回る軌道は完全な円ではなく楕円形です。つまり、地球と月の距離は常に変化します。月が遠くにあると、地球から見ると小さく見えます。そのため、太陽の大部分は月で隠されますが、すべては隠されません。これを金環日食と呼びます。「金環」というのは、月の周りに燃えるようなリング、つまり「環状部」が残るからです。皆既日食では、月は軌道上で地球に近づき、空で太陽を完全に覆います。ここでも偶然と確実性が作用します。

月の軌道面は地球の軌道面と一致しておらず、5.1 度傾いています。そのため、月が太陽と地球の間に落ちると (これは 29.5 日の月の周期に 1 回発生します)、太陽は隠されます。しかし、月の影が実際に地球に落ちることはまれです。その代わり、通常は宇宙に消えてしまいます。

結局、月の影の反射が地球に現れるのは、月の傾いた軌道が「交点」と呼ばれる天の2つの地点で太陽と地球の平面と交わるときだけです。しかし、それは永遠に続くわけではありません。毎年、月は私たちから3.8cmほど離れていきます。今から6億年後、地球人は最後の皆既日食を目にすることになります。

6 億年後、最後の皆既日食を見上げている自分を想像してみてください。私たちは数学の中に浮かぶ惑星です。数字ではありません。数字は結局のところ単なる記号ですが、数学、つまり宇宙の構造に組み込まれた幾何学なのです。

地球は、角度や半径、楕円や円錐といった自然界に現れる基本的な形状に囲まれて天空に浮かんでいます。これらの形状は、運動や重力だけでなく、電気やゲノムなどを説明するのに役立ちます。そして、これらすべてに織り込まれているのは、こうしたことが起きているというあり得ない偶然です。

偶然と確実性：皆既日食。

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