皆既日食は注目すべき天文現象であるだけでなく、多くの重要な発見に大きな役割を果たします。
皆既日食は科学者にとって貴重な研究の機会を提供します。写真：サンセット・マガジン
4月8日、アメリカ全土で何百万人もの人々が日食を観察する機会を得ます。現地時間正午には、15州で皆既日食が発生し、空は暗くなります。Business Insiderによると、数十年にわたり、皆既日食は神秘的なものではなくなり、科学的仮説を検証し、新たな発見につながる機会となってきました。ここでは、人類の科学的理解を進歩させた7つの皆既日食をご紹介します。
1.地球の自転を測定する
日食に関する最も古い記録のいくつかは数千年前に遡ります。アイルランドの記念碑に刻まれた石版には、紀元前3340年11月30日に起こった日食が描かれていると考える専門家もいます。中国の亀の甲羅に刻まれた人工的な刻印や、3000年以上前のバビロニアの粘土板にも日食の記述が見られます。18世紀の天文学者エドモンド・ハレーは、歴史的な日食の記録を通して、地球の自転が数千年にわたって遅くなっていることに初めて気づきました。
2. 日食の原因を解明する
二人の現代の学者は、ギリシャの哲学者クラゾメナイのアナクサゴラスが日食における月の役割を認識していたと考えています。彼は紀元前478年2月17日の金環日食を目撃した後、この理論を発展させたと考えられます。
アナクサゴラスは、地球が空気圧によって平らに支えられ、中心に浮かんでおり、太陽、月、そして星々がその周りを回っているという仮説を立てました。この誤りにもかかわらず、彼は日食の基本的なメカニズムを発見しました。アナクサゴラスは、月が太陽光を反射すると信じていました。彼の理論は、月が太陽の前を移動すると日食が発生することも正しく示していました。同様に、地球が太陽と月の間にあると月食が発生します。アナクサゴラスは日食中の月の影を使って月の大きさを推定しましたが、彼の計算は実際よりもはるかに小さくなりました。
3. 地球から月までの距離を推定する
紀元前189年3月14日、トルコ北部で皆既日食が発生しました。当時まだ子供だったギリシャの天文学者ヒッパルコスは、この現象を目撃した可能性があります。数年後、ヒッパルコスは、ある人物が日食について記述した情報をもとに、地球から月までの距離を数学的に推定する最も正確な方法の一つを導き出しました。ヒッパルコス自身の直接の記録は失われていますが、4世紀の学者が、彼がその情報をどのように利用したかを詳細に記しています。
天文学者は、現在のトルコにある皆既日食の地点とエジプトのアレクサンドリア（太陽の5分の1が見える地点）の間の距離を推定しました。この計算に基づいて、ヒッパルコスは452,848kmを含むいくつかの推定値を提示しました。これは、正確な距離である384,400kmとそれほど変わりません。
4. 日食の進路を予測する
11世紀か12世紀、マヤの天文学者たちは当時としては驚くべき予測を行いました。1991年の皆既日食を計算し、わずか1日しか誤差がありませんでした。人間がより正確な予測ができるようになったのは、それから数世紀後のことでした。18世紀には、自身の名を冠した彗星を発見したことで有名なエドモンド・ハレーが、アイザック・ニュートンの万有引力の法則に基づき、1715年3月5日の皆既日食の進路を驚異的な精度（4分以内）で予測した地図を作成しました。
5. ヘリウムの発見
ヘリウムは宇宙では豊富ですが、地球上では稀です。天文学者は日食をきっかけにこの元素を発見しました。フランスの天文学者ピエール・ジュール・セザール・ヤンセンは、1868年8月18日の日食を観測するためにインドを訪れました。彼は分光器を用いて太陽光をスペクトルに分離しました。
ヤンセンは、他の元素とは異なる波長を持つ黄色い線を発見しました。ほぼ同時期に、イギリスの天文学者ノーマン・ロッカーは、日食がなくても太陽を観測できる機器を開発し、同じ線を発見しました。ロッカーはこの謎の元素をヘリウムと名付けました。科学者たちが地球上でこの元素を発見するまでには、ベスビオ山の溶岩とウランを用いた実験で20年かかりました。
6. アインシュタインの相対性理論の証明
天文学者ジェームズ・クレイグ・ワトソンは、1878年の日食の際に、新しい惑星の証拠を発見したと確信していました。太陽と水星の間に位置するバルカンは、月が巨大な恒星に隠されている時にのみ観測可能でした。その後も何度か日食が起こりましたが、バルカンの証拠は発見されませんでした。1915年、アルバート・アインシュタインは一般相対性理論を用いて水星の特異な軌道を説明しました。この説明は、謎に包まれた観測困難な惑星というよりも、データによく合致していました。
しかし、アインシュタインの相対性理論は、1919年5月29日の日食まで科学的証明がありませんでした。物理学者は、太陽の重力が近くの星からの光を曲げることを示しました。1919年には、アフリカ沖のプリンシペ島とブラジルへの探検隊が派遣されました。月が太陽を覆い隠すと、天文学者たちは写真を撮影しました。星の位置は基準画像に対して変化しているように見えました。新しい位置は、アインシュタインが予測したように太陽が光を曲げていることを示していました。
7. 宇宙から日食を研究する
ジム・ラベルとバズ・オルドリンを乗せたジェミニ12号の乗組員は、宇宙から皆既日食を初めて目撃しました。1966年11月12日、日食はペルーからブラジルへ移動し、二人の宇宙飛行士は皆既日食に近い状態を飛行しました。これは偶然の一致でした。オルドリンの写真は少しぼやけています。4年後、1970年3月7日、テレビ局は世紀の日食として報じました。NASAは、この日食中に太陽から放射される紫外線とX線を観測するため、20機以上のロケットを打ち上げました。4月8日の日食についても、引き続きロケットによるデータ収集が行われます。
アン・カン（ Business Insiderによると）
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