地球が自転をする理由を教えてください。

宇宙が誕生したときから回っていたのでしょうか。
もしそうだとしたら、宇宙は回転してるのでしょうか・・・・？
更に発展して考えると、星はすべて同じ方行に回転してるのでしょうか。。。。
このあたりの知識はほとんどないので、的外れなことを言っていたらすいません。
どなたか教えてください。

No.13 ベストアンサー 回答者： aster 回答日時： 2002/05/23 09:13

　

何故「地球の自転」が始まったのか、天体力学的な説明をしていませんでした。正確にどういう過程であったのか、おそらく推論とシミュレーション計算しかないだろうと思いますので、ここで、推論による自転運動の開始を述べてみます（これは重力による形成を考え、原始星雲間ガス雲の圧力機構や、ガス雲の磁場などは省略しています）。

少し難しいかも知れませんが、回転モメントとは何かとか、どうやってそれが得られるのか、というのは、きちんと書いた方が、たとえ分かりにくくても、イメージとして妥当なものとなるはずです。

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最初に、太陽の自転や、太陽系の惑星の公転が何故起こったのかの説明をします。先の参考ＵＲＬに記されていることですが、太陽と太陽系は、同じ起源で、同じメカニズムでできあがります。

つまり、太陽を含め、標準的な星は、かなりな空間に広がった、濃密なガスの雲から生まれます。大体、数百光年ぐらいか、もう少し小さい範囲に、この「星雲間原始ガス雲」は広がっています。

太陽ができるためには、或る程度安定状態にある、この広い範囲に一様に広がっている原始ガス雲に対し、何かの「刺激」が加わって、密度に濃淡ができ、この濃い部分から、星つまり、太陽の原始的なガス雲が発達するとされています（別の説明もあります）。

この「刺激」として、一つの説に、超新星爆発で起こる「重力衝撃波」が考えられています。重力衝撃波は一様なガス雲に衝突し、抵抗を受けて、ガス雲の密度に偏りを与えます。これが、或る広い空間内で、一斉に多数の星がほぼ同時的に誕生する理由ではないかと考えられています。

密度に濃淡ができると、濃い部分が、重力的に次第に収縮して行きます。これらは、段々、球に近い形の大きなガスの雲になり、その中心部は、特に密度が濃くなり、この部分がやがて、太陽あるいは恒星本体になります（収縮過程で、「連星」が造られることが多いのですが、以下は、惑星系を備える太陽のような星の形成です）。

ここで、球の形に広がった原始太陽系ガス雲を考えます。もし、このガス雲が、中心の前原始太陽の中心を点中心として、完全に点対称に分布していた場合、ガス雲は重力で収縮して、やがて、太陽・恒星になります。ただし、この恒星は、自転もしていなければ、惑星も備えていません。

こういうことは、実はありえないことなのです。

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問題を簡単に考えるため、「二体問題」という天体力学の問題を考えてみます。これは、二つの天体しかなく、両者が、重力で引き合っているとき、どういう運動になるかという問題です。

どこかでスタート時点が必要なので、スタートを決め、スタート時点で、この二つの天体は速度を持っていないとします。つまり、静止状態から、重力による引力作用の運動が始まるのです。

この場合の答えは、二つの天体の重心を結ぶ線に沿って、直線方向に二つの天体が接近して行き、最後には、衝突するという運動になります。実は、この運動の仕方が、上で述べた、原始太陽系ガス雲が、完全に点対称に均一に分布している場合に当たります。

一般には、二体は、スタート時点で、それぞれ速度を持っています。自由な方向に向け、ある大きさの速度運動を行っているのが普通です。この天体二つについてのそれぞれの速度と、天体のあいだの距離、天体の質力を、初期境界条件と呼びます。

二つの天体の運動は、初期境界条件によって、変化します。しかし、大きく分けて三つの運動になります。一つは、直線軌道を辿ってストレートではありませんが、互いにぐるぐる周り合ったりした後、結局、衝突するという運動です。

もう一つの解のタイプは、二つの天体が、楕円軌道を相互に描いて、互いの周りを回り合うという運動です。この運動、つまり、楕円軌道での回転運動は、何か余計な別の第三の天体とか、空間の塵の抵抗などがない限り、原理的に、永遠に、この楕円回転運動を続けます。

第三の場合は、初期条件の速度が大きい場合で、この場合、重力の力よりも、速度運動の方が大きいので、二つの天体は、一時近づいても、やがて離れて行きます。この第三の場合は、初期ガス雲の収縮では関係がありませんので無視します。

実は、衝突に結果する、初期条件というのは、難しいです。二体問題では、楕円軌道での回転運動に到達するというのが、きわめて一般的な答えです。

（ただし、これは、二つの天体が、同じぐらいの質量を持つ場合です。太陽と彗星のように、桁違いの質量を持つ二つの天体だと、軽い方の天体が、ある程度の大きさの初期速度を持たない場合、放物線軌道を描いて、太陽と衝突します。太陽と衝突もせず、楕円軌道にもならない場合……これは、天体が最初に大きな速度エネルギーを持っていた場合です……、双曲線軌道を描いて、軽い天体は、永遠に太陽から離れて行ってしまいます。この話では、こういうケースは、除外して考えています）。

同じぐらいの質量の二体問題では、二体の運動は、（初速エネルギーが小さければ）もっとも普通には、楕円軌道になるということを上で述べました。楕円軌道とは、円軌道もその一種、特殊な場合で、これは、二つの天体が、相互に公転し合っていることで、天体システム全体としては、回転モメントを得たことになります。

回転モメントというのは、質量ある物質が回転している場合、それを止めようとすると、力がいることからも分かるように、ある「慣性に似た力」を持っていることです。回転モメントがあると、これを減らす力が働かない限り、何時までも回転運動は続きます。

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そこで、原始太陽系ガス雲に戻ると、ガス雲は、重力で、中心に収縮して行きます。中心の方向に引力があるので、引力に引かれて、ガス雲は、直径が段々小さくなって行くのです。また、中心部分の密度は、加速度的に大きくなって行きます。

ここで、コンピュータ・シミュレーションで数値計算でもしないと分からないのですが、収縮する原始ガス雲は、決して綺麗な点対称ではなく、部分部分で密度などに偏りがあるということがあります。

こういうガス雲が収縮して行くと、どうなるかと言いますと、ガスを構成する宇宙塵の大きさはほぼ同じぐらいで、局所的なガス団の大きさも似たようなものなので、先に述べた、二体運動の一般的な解の運動になります。

つまり、楕円軌道を描く、回転モメントを持つ運動になるのです。しかし、原始ガス雲は、三次元に広がった、大体球形をした非常に多くの微粒子の集合で、二体問題とはまた違います。

そこで、ある粒子群は、二体運動の解のような運動に近づいて行き、別の粒子群も同じような運動に近寄って行くという過程が考えられます。これはどういうことかというと、「ガス雲が回転運動」を始めるのですが、回転面が必ずしも一つではなく、回転方向も、３６０度の自由な方向で、一方向とは決まっていないということです。

しかし、こうした、回転面の異なる回転運動傾向は、互いに相互作用し合って、次第に、統合されてきます。方向の違う回転運動は、その中間値の方向になり、最終的に一種類の回転運動になると考えられます。

違う方向の回転運動が相殺し合って、回転がゼロになるという可能性はあるのですが、それはきわめて珍しい事態だと考えられます。実際は、数値シミュレーションをしないと、どうなるか分かりませんが、こういうシナリオに従うはずです。

非常に大きな直径で、一つの回転面でガス雲が回転運動をし、同時に中心に向かって収縮して行くと、元は、球形をしていたガス雲が、形を変えて、回転面にほぼ載った、円盤型のガス雲となります。この円盤は、そして回転しており、収縮につれ、円盤の大きさが小さくなればなるほど、回転速度は速くなって来ます。

やがて、中心の非常に濃密なガス雲の塊は、もの凄い質量の塊となって来て、これが原始太陽となります。

円盤のガス雲はますます平たくなって来て、中心の原始太陽の周りで、公転軌道を描くようになります。無論、その他にも、もっと希薄なガス雲が、原始太陽をはるか離れた距離に、残されたような状態で存在しています。

この頃には、ガス雲は、冷却と、重力で、近い距離のものが、衝突し合い、まとまって来て、直径数十キロメートル程度の微小天体（微惑星）になります。しかし、固体化しなかったガス雲は、太陽系のなかで、安定した円盤となって存在し、これが、微小天体の原始惑星への成長を促進します。

微小天体は、公転軌道を回る内に、衝突し合って、段々大きな天体ができて来ます。これらの原始天体は、公転軌道のある距離を置いて、代表的に形成されて来ます。これが、原始水星であり、原始金星、原始地球、原始火星などです。

木星や土星は、地球などとは、少し異なる生成のされ方をするのですが、ここまでで、太陽系の惑星系の公転の原型ができたことになります。太陽は無論、回転の中心ですから、公転方向と同じ方向に自転していて、やがて、内部で原子反応が生じ、これまでの重力陥没による熱発生とは違う原理のエネルギーで輝き始めます。

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原始太陽系は以上のようにできます。

この時点で、各惑星、例えば、原始地球には、未だ自転運動がないものとします。今までの話では、どこからも、惑星の自転に必要な回転モメントは提供されていないからです。

原始地球は、その重力で、近くの軌道の微小天体を徐々に引き寄せ、落下させ吸収し、大きくなって行きます。

この際、原始惑星ほどの質量になると、太陽系にあるガス雲を重力で引き寄せ、かなり大きな「ガス大気圏」を造り、このガス大気で、微小天体を失速させて捕捉するという過程が、重力的な捕捉以外のプロセスとしてあります。

原始金星の重力の取り分の微小天体、原始地球の取り分、原始火星の取り分と、それぞれ微小天体は、その公転位置によって、近い方の原始惑星にやがて取り込まれることになります。

この過程で、原始地球の公転軌道より、外側の軌道にある、同じ質量と、同じ距離、離れた、二つの微小天体が、原始地球に引き寄せられ、原始地球に落下することを考えます。二つの微小天体は、分かり易いように、原始黄道面で運動するとします。

この場合、原始地球が仮に静止しているとします。地球と微小天体のあいだの相対運動で、原始地球の方が圧倒的に質量が大きいからです。

二つの微小天体は、公転の進む方向、前にある天体と、その反対の後ろにある微小天体です。原始地球が静止しているとすると、地球より外側の軌道は、公転速度がより遅いので、同じ瞬間に地球へと、衝突軌道を進み始めた二つの微小天体は、公転の速度の違いで、異なる軌道を描いて、地球の表面に衝突します。

前の微小天体は、「原始地球引力による速度＋公転速度の差」で、原始地球に衝突します。後ろの手微小天体は、「原始地球引力による速度－公転速度の差」で、原始地球に衝突します。見かけ上では、前の微小天体の方が激しく地球に衝突し、結果的に、地球を、太陽系公転の逆方向に回転させるように見えます。

しかし、これは衝突速度だけを考えた場合で、衝突軌道を考えると、前の微小天体は、より鋭い楕円軌道を描き、太陽系の外に向けた地球の表面にではなく、もっと、公転方向の前進方向当たりに、垂直に近い形で落下衝突します。

それに対し、後ろの微小天体は、ゆるやかな楕円軌道で、太陽系の外に向けた地球の表面近くで、地面に平行に近いような形で、落下衝突します。

前の微小天体の落下は、速度は大きいですが、落下位置と角度から、偶力としての力は弱く、むしろ、後ろの微小天体の落下の方が、速度は小さくても、落下位置と角度から、地球を公転と同じ向きに自転させる偶力として作用するように見えます。

これは、様々な軌道の微小天体について、前と後ろで、結果的に、どちらの回転モメンタムの寄与が大きいのか、計算してみないと分かりません。しかし、直観的には、少々の速度があっても、回転偶力として作用しにくい前の微小天体の衝突は、後ろの微小天体の衝突の影響に消されるように思えます。

原始地球よりも、内側の軌道にある微小天体の衝突落下では、丁度、これと逆のことが起こります。原始惑星の持つガス大気が、この衝突運動を緩和しますが、それは、前向き、後ろ向きの微小天体共に働く影響です。

原始地球を、公転と同じ向きに回転させようとする偶力と、その反対の方向に回転させようとする偶力と、全体としてどちらが大きくなるかは分かりませんが、「均衡する」という可能性はまずありません。

外側の軌道にある微小天体の数が圧倒的に多いためか、また、ガス雲が、はるか外側から、引力圏内に、微小天体を供給するためか、結果としては、地球は、公転と同じ方向の自転モメントを得ています。

いずれにしても、このシミュレーションは、どの惑星でも成り立ち、公転と同じ向きに回転させようとする偶力が、総和として大きくなるのだと考えられます。

これが、原始地球、そして最終的に、惑星地球が、公転と同じ向きの自転の回転モメントを獲得する過程です。この過程は、原始地球が形成される初期にも、ありえると考えられます。

しかし、最終的に、微小天体（微惑星）の衝突によって、自転モメントを地球は獲得し、また、諸惑星も同様の機構で、回転モメントを獲得し、公転と同じ向きに、自転するのだと考えられます。
　
　
超新星爆発のエネルギーは、最初に述べた、星雲ガスの収縮の起動となる、衝撃波を造ることと、実は、星の誕生の源である、星雲間ガス雲の存在が、超新星爆発エネルギーと密接に関係しているはずです。

太陽系を造ったガス雲には、超新星爆発でしかできない重元素が最初から含まれていたのですから、この星雲間ガス雲の起源は、超新星爆発に遡っていることは明らかなのです。
　

No.16 回答者： apple-man 回答日時： 2002/10/21 23:49

>質問：地球が自転をする理由を教えてください。

　およそ３００年前
アイザックニュートンは同じ問に対して
「（地球は）神の最初の一撃（で回転、公転し始めた。）」
と言ったといいます。

＞宇宙は回転してるのでしょうか・・・・？
　およそ１００年前、フランスの物理数学者、
アンリポアンカレは、宇宙がもし回転する
１枚の円盤だったらという思考実験を
しています。
　地球は自転しているため、遠心力が働き、
その遠心力と重力のバランスが地球上の場所
によって異なることから、重力定数Ｇの
測定値も場所によって異なります。

　もし宇宙が回転のような物理量を持っている
とすると、今定数とされているものの一部が
宇宙の場所によって異なる可能性があります。
これはけっこう大変なことです。例えば
プランク定数というものが、宇宙の場所に
よって異なったら、場所により化学反応
の進み方が違ってくることになり、
今の宇宙論も根本的に見直さなければ
なりません。

＞星はすべて同じ方行に回転してるのでしょうか。。。。
　星の自転方向については、ニュートンと同世代の
ライプニッツが面白い思考実験をしているようです。

　答えになっていませんが、あなたの質問は回転の
方向性についての非常に興味深い物理の議論で、
断言できるような答えはまだ誰も持っていないと
思います。

No.15 回答者： ma-shi-1208 回答日時： 2002/05/31 17:44

皆さん難しい理論を立てているので簡単にご説明しましょう

＞宇宙が誕生したときから回っていたのでしょうか。
宇宙が誕生したころはまだ地球はありませんでした。
太陽ができ、だんだん惑星ができ始めたころから地球は回ってます。
回っているのは物理的な法則に従っています
（難しい説明は省きます。ごめんなさい）

＞もしそうだとしたら、宇宙は回転してるのでしょうか・・・・？
理論的には＃１４の方の説明であってると思います
私たちのいる太陽系は銀河系に所属しており、その銀河は回転しています。
ですが、宇宙は拡がっていっているだけで回転まではしていないと思われます

＞星はすべて同じ方行に回転してるのでしょうか。。。。
確か金星は地球とは逆方向に自転していたはずですが・・・
というわけで必ずしも同じ方向に自転しているとは限らないと思います。

ついでに言うと「公転」の方向はたぶん同じです

No.14 回答者： noname#108554 回答日時： 2002/05/23 18:44

>もしそうだとしたら、宇宙は回転してるのでしょうか・・・・？

こちらにはあまり解答が寄せられていない様ですので、
お答えいたします。

この辺の話は、観測ではあまり確認されていないので、
純理論的（正確には一般相対論を前提とした）なお話と思って頂いてけっこうです。

まず、一般相対論は現代宇宙論の基礎となる理論ですが、これは、宇宙全体が回転する解というものを含んでいます。（ゲーデル）

しかし、どうやら回転はしていなさそうです。
回転しているとすると、少々困ったことが起きます。
現代宇宙論の一見当たり前な、しかし、重要な仮定に宇宙原理というものがあります。
これは、宇宙が
1.一様
　つまり、どの点も他の点と区別ができない。
　例：静止している球の表面
2.等方　
　つまり、どの方角を見ても同じように見える。
　例：
のような性質を持っているという仮定です。
この仮定から、宇宙は回転できません。
持つとすると、回転軸が存在するはずですが、
回転軸と宇宙との交点が特別な点となってしまい、
1.に反するからです。

この宇宙原理、どこが重要かというと、
理論を簡単にするのに役立っています。
実際、これを仮定すると、可能な宇宙は大雑把にいって3通りしかありません。
開いた宇宙、平坦な宇宙、閉じた宇宙というやつです。

もちろん、宇宙には、ブラックホールが存在したりして、その辺は、特別な点なんじゃない？という反論も可能ですが、平均的にいって、（10Mpc＝3000万光年）のスケールでみればだいたい成り立っていると考えられています。

No.12 回答者： poor_Quark 回答日時： 2002/05/23 01:36

　たぶん＃３のかたや＃１１のかたは本当の教育を受けた方なんでしょう。

読んでいて説得力があるのでそちらの方が正解だと私も感じます。

　無知無学な私が出る幕はないのですが、一つだけ疑問があります。つまり重い元素の生成には、必ず恒星の一生が費やされ、その最期には爆発が伴うということです。言うまでもなく私たちの周辺には酸素や炭素や鉄や鉛といった物質が普通に存在しています。これらの物質の構成している原子核は恒星の最期の爆発により、運動エネルギーを与えられ周辺の空間にまき散らされたはずです。このエネルギーは最終的にはどうなったかという疑問です。

　質点を持つ物体の個々の回転モーメントが集積されて大きな運動に成長することはないのは確かに納得しましたが、運動エネルギー自体が原始太陽系の回転運動に何らかの寄与を与えなかったのか、ということに関して、いくつかの本をあたる限り何の説明も読むことはできないのです。そこであえてここで触れておきたいと考えたのが投稿のきっかけでした。もちろんそのような背景が「偶力」のひとつとして考えられないことはないだろうが、ということくらいなのかもしれませんが。

　もう一つは「偶力」の正体です。具体的にはそれがいったい何なのかということです。複数の巨大惑星を比較的近い公転軌道上にもつ惑星系では３体問題の帰結として、巨大惑星の一つが恒星系からはじき出されることもあると言います。そうやってはじき出された惑星は、親の恒星を持たないまま、宇宙空間をさまようことになるのでしょう。原始太陽系ができる前、星間物質が一様に存在していた空間のそばをそのような天体が通過することによって、密度の揺らぎが起こり、それをきっかけに回転運動が始まると言うようなことが考えられるのかということです。そういった話以外に偶力とはなにがあるのでしょうか。恒星系はそれこそ星の数ほど普遍的に宇宙に存在しており、もっと原理的な力を考える必要があるのではないのでしょうか。

　それから相対的に運動している物質群が偶発的に空間で接近するとその重力的作用によって互いを巻き込む形で回転運動が始まることもある、宇宙の物質密度は場所により極端な差があり、その存在密度の大きいところではこのようなことが日常的に起こってもおかしくはないと思います。

　一つの恒星系が生成される過程は実際は非常にドラスティックであるといいます。電波望遠鏡で暗黒星雲を観測すると原始星の周辺に円盤状に回転する星間物質が集まり、その円盤の上下のＺ軸方向に気体分子の双極子流が観測されるといいます。その長さは４光年にも及びスピードは秒速１０キロから３０キロほどであるそうです。

　このような現象が起こる条件として考えられるのは、星間物質の密度がある程度高い空間であること、質量自体をエネルギーに変換するしくみがこの時点ではない以上、エネルギー保存則が支配しているだろうことです。

　広範囲に存在している物質の相対的重力ポテンシャルの総和がそのようなドラスティックな運動の源になれるのか、「最初の一撃」になれるのか不明です。私が思うには物質の存在と運動の存在は、そのおおもとは同じなのかも知れないということです。

　それから運動の相対性を論じる上で、観測者の立場を明らかにする、つまりどの座標系を選択するのかということに関しては、問題文を読む限り別の論点のようにも思えます。

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　もちろん素人の想像というより妄想ですので鼻で笑ってもらって結構です。

No.11 回答者： aster 回答日時： 2002/05/23 00:16

　

＞（地球は）宇宙が誕生したときから回っていたのでしょうか。

地球ができてからおそよ５０億年で、これは太陽ができてからの年数とも同じで、太陽系の年数とも同じです。しかし、「宇宙」はもっと古くからあったと考えられています。ビッグバンを宇宙の開始としても、それは１５０億年前というような数字です。

宇宙が誕生した時には、まだ地球も太陽系もありませんでした。

地球の自転の起源は、太陽の自転や太陽系の公転の起源と同じです。太陽が造られる時、原始ガス雲が収縮してできるのですが、この時、ガス雲内部の密度の不均一性や、他の原始ガス雲との重力作用が影響で、回転モメントが発生します。

No.3 の方の述べていることが、非常に大ざっぱな話ですが大体妥当するはずです。以下のＵＲＬでは、かなり複雑な話ですが、もっと細かく考察しています。これは天体力学的な話です：

＞No.173022 質問：太陽系ができたとき　？
＞http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=173022

＞もしそうだとしたら、宇宙は回転してるのでしょうか・・・・？

宇宙がビッグバンの急激なインフレーション膨張で誕生したとすると、それは一種の一点からの爆発飛散のような事態ですから、宇宙全体には、回転の原因がないと思えます。

しかし銀河団や銀河が構成されて行く過程で、宇宙全体が均一であったかというと、どうも巨視的な宇宙の内部構造からすると、かなり偏りがあるようです。この偏りがどう作用し得たか分かりませんが、宇宙全体に、重力とハッブル膨張の力などに由来する「回転」の契機があった可能性があります。

また、宇宙の創生理論は、まだまだ仮説レベルで、もっと巨視的な要素や、構造があるとも考えられます。構造的に偏りを持ったこの宇宙は、超宇宙レベルでの原因から、回転している可能性があります。

宇宙の回転が観測されないのは、非常に遠距離にある天体（クエーサーなど）は、何十億年かそれ以上前の宇宙の姿で、その頃は未だ、回転はそれほど顕著でなかったとも考えられ、近距離の天体の観測では、時間スケールから考えて、回転の確認が無理なのかも知れません。

宇宙のなかの色々な系で、或る程度の「安定状態」を維持している系（システム）は、何らかの意味で、回転運動で、恒常性を維持しています。回転の大小や、真円からの歪みは当然ですが、何らかの意味で、回転がない方が不自然だとも思えます。

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もう一つ、「マッハの原理」という思考原理があります。これは相対性理論の発想の起源とも考えられる原理です。

例えば、バケツを持って、うまく振り回すと、バケツが宙で回転します。この時、振り回している人のまわりをバケツが回転していると考えるのが普通ですが、バケツの周りを、振り回している人が回転していると考えてはいけない理由があるのだろうか？　というのがマッハの原理の例です。

これを宇宙規模に拡大すると、バケツが回転しているのではなく、バケツは止まっていて、宇宙全体が、バケツの周りを回転していると考えておかしい理由はどこにあるのか？　という話になります。

地球のまわりを太陽や惑星や恒星や天の川が回転しているのでなく、地球が実は「自転」していて、見かけ上、太陽や惑星や恒星が一日に一回転、地球の周りを回転しているように見えているのだ、というのが、「地動説」です。

しかし、地球は回転などしていなくて、太陽や、惑星や恒星や、それどころか、銀河や銀河団や、この宇宙全体が、地球のまわりを回転していると考えると何か問題があるのか、という話も可能です。

力学の法則や重力の法則、とりわけ、球体的な物体が回転する時に、どういう力が現れるか、というような理論からは、宇宙が地球の周りを回っているとすると、力学的に説明の付かないことが（非常に）多数起こります。

しかし、そのような矛盾を解消するように、力学や運動学の理論に、「補正理論」を加えることができます。こういう操作をすると、地球が自転していると考えた時より、非常に複雑な力学や運動学の理論が要請されることになりますが、矛盾を解消することは可能なはずです。

一般相対性理論、あるいは通常の宇宙論では、宇宙全体が張る重力の場とか、慣性の法則というものを考えます。これによって、地球が自転しているので、宇宙が回転しているのではないということが出てくるのですが、これも、「補正理論」次第で、地球は静止しているというモデルを造ることができるはずです。

ここで述べていることは、地球が静止して、宇宙が回転しているのではなく、地球が自転しているのだということの根拠は、力学の理論や、運動論や、重力理論などの、「整合性」がその根拠になっているということです。

哲学的には（と言うのは、難しく考えるということではなく、物事の「本質的」洞察の観点ということですが）、地球が静止して、宇宙が地球のまわりを回転していると考えても、差し支えないのです。

＞更に発展して考えると、星はすべて同じ方行に回転してるのでしょうか。。。。

以上の考えを適用すると、地球は静止していて、宇宙自体や、その巨視的構造や、銀河団や銀河や、更にすべての星が、東から昇り、西に沈んで行くという回転運動をしていると考えてもおかしくないのです。

実際、地球が自転しているのであると、義務教育を受けた人は、ほとんどそう述べますが、「実感」としては、太陽や星は、東の空から昇って来て、大体、平均して１２時間前後で、西の空に沈み、また１２時間前後すると、東の空から昇って来るように感じられるはずです。

こういう日常生活の「プラグマティズムの原理」から言えば、地球が静止して、星や太陽が、地球の周りを回っているのだという考えでもよいということになります。他方、「オッカムの剃刀」という原理がまたあり、「説明は簡単な方が良い」というのがあり、力学や重力の理論を考えていると、地球が自転している方が、合理的だということになります。

しかし、地球が自転しているのか、宇宙が地球のまわりを回転しているのか、「回転」という事実だけで考えると、どちらが回転していてもよく、日常的な感性からは、やはり、地球が静止していると考えるのが自然に思えるということです。
　

No.10 回答者： ZhakTin 回答日時： 2002/05/22 23:38

ANo.#3#9の者です。

度々すみません。
Ano.#9の最後のまとめにちょっと分かりやすく注釈を加えさせていただきます。

>ANo.#9
円運動（公転）は重力の位置関係によって生まれ、
各物体の回転力（自転）はその中での摩擦力（衝突）によって生まれます。

No.9 回答者： ZhakTin 回答日時： 2002/05/22 22:46

>>ANo.#7

ANo.#3の者です。少し内容について意見を述べさせてもらいます。

１番目の仮説、というのはむしろ定説だと思います。

２番目の仮説は挙げられたＵＲＬの意見なども取り入れらているようですが、
怪しい部分がかなりあるように思います。
理由としては、
同じ回転モーメントを持つ物体同士がぶつかれば、そのモーメントは相殺され、回転力は逆に小さくなるからです。
（モーメント軸上でぶつかったときのみ回転力は大きくなりますが、それは面上の１点にすぎないので、ほとんど考えられません。）
同じ方向に転がっているボールがぶつかると、回転が止まりますよね。
よって、外力によって与えられた一様な回転モーメントが自転の元になったとは考えにくいのです。

また、回転モーメントと円運動は完全に区別して考えなくてはなりません。
お互いに引き合う３つ以上の物体又は重力場があれば、衝突時の重心のずれからモーメントが生じ回転力が生まれます。
（まったく同じ天体が、完全な正三角形配置になっていれば別ですが。）

回転モーメントは物質の質量・大きさに左右されます。衝突時の衝撃で物質が粉砕された場合、それまであったそのモーメントはかなり小さくなり、無くなってしまうと言っても過言ではありません。結局は重力と質量の位置関係から来る運動、その結果として円運動へ収束し、さらにその中での衝突が個々の物体の新たな回転力を生むと考えられます。

つまり、円運動は重力の位置関係によって生まれ、
各物体の回転力はその中での摩擦力によって生まれます。

こんな感じだと思います。
外的な偶力があったのは疑い有りませんが、初期的な回転モーメントはほとんど関係ないと思います。

No.8 回答者： noname#1753 回答日時： 2002/05/22 20:02

こんばんは。

始めになぜ星がみんな球体をしているかを考えた場合、無から物質が発生する時、パッと一気に登場したのではなく恐る恐る一点から徐々に膨れ上がって来たんだろうなとイメージしてしまいます。

星が自転しているのは、その星が生きている証だと習いました。
その方は比喩的に表現したのだと思いますが、僕には具体的な言葉に響きました。

他の星は分かりませんが、この地球の自転と太陽の関係は偶然の結果とは思えない何かを感じます。あまりにも上手くできているからです。
地球は奇跡の星と言われてますが、実は奇跡ではなく何かの意志によって生まれたような気がしませんか。

ひまわりの花が太陽の動きに合わせてグルッと回転します。
実はこの地球は一つの植物であって、生きるために適温を保つ回転速度を身につけたのではないでしょうか。
生き残るために見事なまでの形態をしている植物や魚や動物を見るたび不思議な気持ちになります。

この地球が自転しているのは偶然ではなく、また一箇所から来る強い意志でもなく、一つ一つは非常に微力ながらそれが膨大な数となって地球を取り巻いている何かの存在をイメージしてしまいます。

No.7 回答者： poor_Quark 回答日時： 2002/05/21 23:51

　私はこう考えるという単なる私見ですが、興味深い質問ですので少しだけ参加させてください。

　原始太陽系が生成される前には、物質の塵が空間に漂っていました。その塵の存在密度の差が、重力の作用によりそれぞれの質点に相対的な運動を与えます。それらの運動が統計的に円運動として成長したのではないかというのが１番目の私の仮説です。

　２番目の仮説ですが、我々の身体を含めた物質を構成している原子の由来ですが、今の太陽系があったこの場所の付近に少なくとも太陽の８倍以上の質量を持った恒星があり、その恒星が最期を迎えたときに爆発し鉄などの重い元素を含めて多くの元素が生成されます。と同時にそのエネルギーは重力波となり周辺の空間に広がっていきます。その影響で空間に浮かぶ物質にモーメントが与えられ時間がたつにつれ回転運動として収束していき、原始太陽系の回転運動につながっていったのではないかと想像します。

　大きな恒星ほど寿命は短いと言われます。そして大きな恒星ほど重い元素を生成する能力がありますので、おそらくこのあたりの空間でもそういう爆発があったのだろうと想像しています。そうなるとその爆発のエネルギーは重力波や物質の運動エネルギーに姿を変え、惑星の自転や公転の最初の一撃になった、そして同時に、その爆発によって生成された原子が私たちの身体を始めとするすべての太陽系に存在する物質の元になったと考えると興味深い話ではあります。

　太陽系の端っこまで１光年、隣の太陽系まで４光年ほどであることを考えると、私たちがいるこのあたりの空間は、泡構造をもつとされる宇宙の中では結構物質密度の高い場所らしく、直接の重力的作用にかんしてもありそうな話のように思えます。

http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=214039
http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=173022
http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=250185
http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=239047

　地球の自転は少しづつではありますが、月の朝夕力の影響などで次第に遅くなっているといいます。いずれは地球に対する月のように太陽に対して同じ面を向けて回るようになるのかも知れません。そうなれば人間が住める環境を失うものと思いますが、たぶん何十億年も先の話ですので心配はいりません。

　太陽系の惑星はほとんどが同じ方向に自転しています。ただし地軸が赤道面に対して１８０度回転してしまった惑星もあり、これに関しては逆に自転しているように見えます。公転方向に関しては観測されるすべての惑星で同一方向にまわっているようです。

http://www.fitweb.or.jp/~entity/uchuu/kinsei.html

　宇宙が回転しているかどうかは分かりませんが、銀河が回転しているのは間違いないようです。銀河の中心にはブラックホールがあるという説もあり、その存在が広大な空間に及ぼす重力的作用ということも考えられますが、そういう話の妥当性については想像すらできません。

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