原題は『Curiosities of the Sky』、著者は Garrett Putman Serviss(1851~1929)です。
例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼。
図版は省略しました。索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
以下、本篇。(ノー・チェックです)
*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「空の不思議」開始 ***
[図]
空の不思議
ギャレット・P・サーヴィス著
コンテンツ
序文
空の不思議
I. 絶対夜の窓
II.星雲、星団、星の流れ
III. 恒星の移動
IV.星座の移り変わり
V. 天上の大火災
VI. 爆発的かつ渦巻く星雲
VII. 太陽の旗
VIII.黄道光の謎
IX. オーロラの驚異
X. 彗星の奇妙な冒険
XI. 流星、火球、隕石
XII. 月の破壊
XIII.火星の大問題
XIV. 小惑星の謎
図:
アンドロメダ銀河の巨大な渦巻星雲
イラスト
アンドロメダ銀河の巨大な渦巻星雲
天の川
ヘルクレス座の星団
南の大星団、オメガ・ケンタウリ
プレアデス星団
「北斗七星」
カシオペア
「北の王冠」
「南十字星」
ティコ・ブラーエの星(1572年)とペルセウス座新星(1901年)の位置を示す図
星雲の環を持つペルセイ新星
ロス卿の星雲
三角形の素晴らしい螺旋
おおぐま座の螺旋
くじら座の星雲
オリオン星雲
コロナ
太陽の「プロミネンス」
イギリスでオーロラの光芒が観測された
北極圏で見られる楕円形のオーロラアーチ
スカンジナビアでオーロラのカーテンが見られる
スカンジナビアでオーロラのアーチが見られる
スウィフト彗星
ダニエルズ彗星
ブルックス彗星
隕石列の奇妙な形状
高度100キロメートルまでの大気層
飛行中に撮影された流星の写真
北側の縁からクーン・ビュート火口を眺める
クーン・ビュート火口の南側にあるトレイル
クラヴィウス、ロンゴモンタヌス、ティコなどのクレーター。
セレニタティス海域の西部
マレ・トランキリタティスとその周辺地域
月のクレーター、テオフィルスとその周辺地域
マレ・クリシウム
スキアパレッリによる火星の地図。いわゆる運河系が示されている。
序文
フルードが歴史について述べたことは、天文学にも当てはまる。天文学は、説明を超越した時にこそ、最も印象的なものとなる。天文学の魅力は数学的な側面ではなく、その驚異と神秘性にある。日食の計算が持つ威厳は、データの崇高さに由来する。計算作業自体は、鉄道の時刻表を作成するのと何ら変わらないほどの精神的な労力しか必要としない。
天文学が常に人々の心を支配してきた力は、詩のそれと似ている。天文学が単なる教訓的なものとなり、詩が純粋に教訓的なものになると、どちらも人々の想像力を捉える力を失ってしまう。天文学は最も古い科学として知られており、未だ解明されていない秘儀を常に持ち続けるため、最も長く存続する科学となるだろう。
本書に記述されている事柄の中には、一般の読者にはあまり知られていないものもあれば、よく知られているものもある。しかし、それらはすべて、奇妙で、驚異的で、難解で、神秘的なものが持つ魅力を帯びており、この場合は、その現象の途方もない規模によって、その魅力がさらに増幅されている。
著者の意図は、これらの事柄を平易な言葉で、かつ平易な言葉で可能な限り科学的に正確に説明し、事実から目を逸らすことなく、それらに秘められた驚異を示すことである。これまで、これらの事柄のほとんどは専門的な形式で、一般の人々が目にすることさえほとんどない、あるいは読むこともない論文の中でしか議論されてこなかった。
取り上げられたトピックには以下のようなものがある。
「恒星」の奇妙な不安定さ、そして宇宙を構成する太陽や惑星の広大な移動。
何千年にもわたって有名な「星座」を形成し、神話上の英雄やヒロイン、そしておそらくは記録に残されていない歴史の記憶を保存してきた星々の配置が、ゆっくりと消滅していくこと。
星々が巨大な星雲、群れ、星団に集まる傾向。
宇宙で最も豊かな領域の中には、まるで窓から最も暗い夜空を眺めているかのような、星一つない真っ暗な隙間、深淵、あるいは穴が存在する。
まるで大火災のように突然現れ、しばしばそれ自体と同じくらい奇妙な何かに変化する、新しい、あるいは一時的な星という驚くべき現象。
「渦巻き」、「螺旋」、「風車」、「レース」または「編み込み」のような驚くべき形状の星雲。
太陽の奇妙な周囲環境は、特定の状況下でのみ見られるが、明らかに太陽系の日常的な現象において常に重要な役割を果たしている。
黄道光と対日光の謎。
彗星とその尾が経験する驚くべき変貌。
隕石や、空から降ってきた石や金属の塊といった驚異的な現象。
月を破壊した大災害。
火星における生命と知能の問題。
小惑星の起源と運命をめぐる問題。
オーロラの不思議な現象。
本書では、これらのテーマを体系的に展開し、それらの関連性を示すことで、読者が天文学の主要な謎や問題について幅広い概観を得るとともに、天文学の前にまだほとんど未開拓のまま残されている広大な発見の領域について理解を深めることができるように努めた。
空の不思議
絶対夜の窓
多くの人にとって、神秘は科学よりも魅力的である。しかし、科学そのものが神秘の境界線にまっすぐ達し、「今のところ、道が見えない」と突き止めて行き詰まったとき、神秘の魅力は倍増する。一方、無限なるものは、目に見えないものと同様に神秘の中で力強い。キーツの詩に登場する「屈強なコルテス」が、ダリエンの山頂で部下たちが互いに驚きの表情を浮かべながら「沈黙」し、果てしない太平洋を見つめる場面は、まさにその劇的な効果を生み出している。天文学者もまた、宇宙の頂から見下ろすと果てしない空虚な空間へと視界が広がる場所を、同様の感情で見つめる。そこには、彼が住む小さな地峡の岸辺があり、その向こうには、未踏の広大な世界が広がっている。
これらの奇妙な空洞に付けられた「石炭袋」という名前は、あまり的確な表現とは言えない。むしろ、それらは、真っ暗な夜に寂しい家の窓が真っ暗で、明るい室内から見ると光のない暗闇に恐ろしいほどに映る光景を思い起こさせる。空にぽっかりと開いたこれらの黒い穴の前では、無限という概念が新たな意味を帯びる。見つめ続けるうちに、無限は純粋に形而上学的な性質を失い、海のような実体へと変化していく。観察者は、その漆黒の深淵の始まりを実際に見ることができると自覚する。そこでは、目に見える宇宙が魔法の島のように浮かび、内部は光と生命と壮麗な光景で輝き、無数の星々に囲まれているように見えるが、その眩いばかりの眺めは、すべてを包み込む底知れぬ純粋な闇の海で途切れている。
銀河、すなわち天の川は、星々の花輪のように宇宙空間にある私たちの島の境界を取り囲んでおり、そこに開口部が現れると、他の方向に見える星間空間の一般的な暗闇とは対照的に、はるかに印象的です。しかし、その星間空間もどこも同じように暗いわけではなく、注意深く観察すれば、暗い深淵が見分けられます。ここでも、コントラストは重要な役割を果たしますが、銀河領域ほど顕著ではありません。ウィリアム・ハーシェル卿の観測の中には、これらの暗い斑点と近隣の星雲や星雲との関連性を示唆するものがありました。彼が巨大な望遠鏡で当時まだ未開の宇宙を観測していたとき、発見のインスピレーションに満ちた彼の言葉を書き留めるためにノートを手に傍らで待っていた妹に、よくこう言っていたというのは、天文学史における興味深い逸話です。「書き留める準備をして。星雲がやってくる。ここは空っぽだ。」
最も有名な「石炭袋」は、天文学者がその重要性に気づく前に一般に知られるようになった最初のもので、「南十字星」のすぐそばに位置し、実に驚くべき現象である。銀河系で最も豊かな領域の一つに突然現れるこの天体の空洞が目立つことだけが、この天体の名声をもたらしたわけではなく、南太平洋の初期の探検家たちがこの天体に抱いた迷信的な畏敬の念もまた、その名声を高めた要因の一つである。彼らにとって、そして彼らの話を熱心に聞き入った人々にとって、「石炭袋」は神秘的な「十字星」と何らかのオカルト的な繋がりを持っているように思われた。船乗りたちの目には、それは空虚というよりは、空に浮かぶ黒い実体であり、彼らは身震いしながらそれを見つめ、敬虔に十字を切った。それは、未知の南半球に秘められた数々の神秘的な驚異の一つであり、それゆえに多くの「突飛な憶測」や船乗りたちの逸話の源泉となってきた。科学的な調査によってその威信が損なわれることはなく、今日、南半球を旅する者でその魅惑的な奇妙さに無関心な者はいない。中には、南極の空で最も印象的な光景だと考える者もいる。
周囲一帯、ぽっかりと開いた裂け目の端まで、天の川の輝きは比類なきほどに壮麗ですが、そこはまるで全能の神の命令に従うかのように、すべてが消え去ります。その裂け目の中には、かすかな星が一つだけ見え、まるで黒く静止した波のない湖に浮かぶ小さな島のような、不思議な光景を、感受性の強い観測者に見せます。楕円形あるいは洋ナシ形をしたこの暗闇の湖の大きさは、8度×5度で、満月の面積の約130倍もの広さを空に占めています。視線をその方角に向けるとすぐに目を引き、このような現象の稀少性ゆえに、周囲に散りばめられた無数の星々よりもはるかに大きな驚異のように見えます。南半球に天文台が次々と建設されるにつれ、南半球の巨大な「石炭袋」は、空の最も重要な特徴の一つとして、その重要性に見合った注目を集めるようになることは間違いないだろう。シドニー天文台で撮影された写真からは、この宇宙の死海の南側は完全には「底なし」ではないことが示されているが、北側は天文学者の測深線をいくら伸ばしても底が見えないほど深い。
北半球の「白鳥座」にも、似たような、しかしやや不完全な「石炭袋」が存在する。不思議なことに、この星座にも星々で縁取られた十字架の形がはっきりと見て取れる。この隙間は十字架の形の上部付近にある。周囲を明るく照らす天の川とのコントラストが際立つため、視線を少しずらして見ると最もよく見える。しかし、南半球の「石炭袋」のように目に不思議な魅力を与えることはない。空にぽっかりと空いた虚無のように見えるのではなく、まるで星空の上に暗い薄絹の天蓋がかけられているように見えるからだ。この外観の持つ意味については、後ほど考察する。
図:
天の川。MS付近の領域。バーナード教授撮影。
北半球中緯度の南の地平線のすぐ上、夏には、さそり座といて座の上空と両星座の間に広がる、天の川が広大な星雲状の光の帯に分かれる領域に、大きなものはないが、注目すべき「石炭袋」の集まりが存在する。さそり座の目立つ星団M80の近くにあるその一つは、ハーシェルが最初に発見した奇妙な天体であるという点で興味深い。おそらく、M80に近いことが、ハーシェルに、こうした空洞と星団との明らかな関連性を思いつかせたのだろう。
しかし、最も驚くべき「石炭袋」は、いて座で写真によって発見されたものである。バーナードの初期の傑作写真の一つには、星団M8にある2つの石炭袋が写っている。大きい方はおおよそ長方形の形をしており、小さな星が一つ含まれている。その隣にある小さい方は三日月形をしている。このような天体としては実に奇妙な形だ。どちらの星も、森の中の小道のように星団の中を走る不思議な暗い道筋と結びついている。これらの道筋の縁に沿って星々は平行に並び、道筋の底とも言える部分は完全に暗くはなく、かすかな星の点が散りばめられている。2つの暗い隙間を迂回し、星団の最大径に沿って横断する道筋の一つは、フランスの幹線道路沿いの木々の並びを思わせる星の列で縁取られている。この星の道は、何十億マイルもの長さがあるに違いない!
銀河の基底部である星団の周囲は、奇妙なほど乱れており、場所によってはほとんど何も残っていない。まるでその中身がかき集められて、巨大な星団と、その周囲に小さな星の集まりが形成されたかのようだ。有名な「三裂星雲」も写真の視野内に含まれており、星雲、星団、星群、星流、そして暗い空洞が複雑に混ざり合った、実に素晴らしい領域を覆っている。その美しさを言葉で表現することは不可能だ。しかし、混沌としているように見えても、そこには紛れもない統一性が感じられ、見る者に、すべての異なる部分が何らかの形でつながっており、偶然に寄せ集められたのではないという印象を与える。アグネス・M・クラーク女史は、M8星団の薄暗い帯状構造は、北半球の白鳥座から南半球の「十字」まで、天の川を二分する大きな裂け目に最も大規模に見られる例であると、印象的な指摘をした。同様の帯状構造は他の多くの星団にも見られ、一般的には星の列が両側に並んでおり、その配置は、大都市への入り口を貫く道路沿いに密集して建つ家々や別荘に似ている。
しかし、黒い隙間の話に戻りましょう。それらは本当に宇宙の星の壁にある窓なのでしょうか?それらのいくつかは、まるで光る標的を貫通して発射された砲弾によって作られたかのように見え、その穴を通して向こう側の虚空を覗き込むことができます。科学がこれらのことについて控えめに沈黙しているならば、より冒険的で責任感のない想像力は何を示唆するでしょうか?例えば、アークトゥルスのような巨大な「暴走太陽」が、まるで弾丸のように天の川銀河を通過した場合、そのような開口部を作るでしょうか?少なくとも、これは刺激的な問いです。おそらく銀河の星々よりも何千倍も質量が大きいそのような恒星ミサイルは、銀河の星々によって止められることはないでしょうが、その飛行方向は変わるかもしれません。その軌道の近くにある小さな星々をその球体から引きずり出すでしょうが、その引力の最終的な傾向は、それらをその軌跡に沿って掃き集めることであり、空洞ではなく星の群れを生み出すことになるでしょう。非常に近い位置にある星は、その勢いに巻き込まれて衛星となり、宇宙空間への飛行とともに遠ざかっていくかもしれない。しかし、遠くにある星(もちろん、近い位置にある星よりはるかに数が多いだろう)は、高速で走るモーターの後ろに塵や葉が集まるように(作用する力は異なるが)、飛行方向に向かって四方八方から内側に集まり、もしそれが穴であれば、その穴を埋めるだろう。このようにして集まった星の群れは、輪郭が丸みを帯び、星が「吸い出された」比較的荒涼とした環で囲まれているはずだ。大まかに言えば、M8星団はこの説明に当てはまるが、たとえ上記のような仮説でその存在を説明しようとしても、星が巨大な渦、あるいは渦のシステムに投げ込まれ、その渦が暗い穴のように見えると想像しない限り、黒い隙間は説明されないままとなるだろう。渦のような動きだけが、そのような漏斗を開いたままにしておくことができる。なぜなら、発射体から生じる推進力に関係なく、星々自身の固有運動によって、漏斗は満たされる傾向があるからである。おそらく、この渦巻き運動の他の原因が見つかるかもしれない。渦巻星雲について見ていくとわかるように、回転運動は宇宙全体に非常に広く見られ、天の川の構造は至る所でそれを示唆している。しかし、太陽を風に舞うアザミの綿毛や水車小屋の水路に浮かぶコルクのように扱うのは、想像力にとっても危険な遊びである。
もう一つ疑問が生じる。穴が貫通している星々の垣根の厚さはどれくらいなのか?開口部の深さは幅に比例するのか?言い換えれば、天の川はロープのように断面が丸いのか、それともリボンのように平らで薄いのか?暗い銀河の星々の相対的な距離に関する情報がほとんど、あるいは全くないため、答えは明らかではない。確かに、巨大な環状構造よりも薄い帯状の構造に開口部があると考える方が簡単だろう。前者の場合、開口部は単なる裂け目や切れ目に似ているのに対し、後者の場合は井戸や掘削孔のように見えるからだ。さらに、天の川は連続した天体ではなく、実際の距離が非常に大きい星々から構成されているという事実も、別の難問を生む。そのような集合体の中に、永続的で境界がはっきりとした開口部が存在することは、蜂の群れを貫くまっすぐで狭い穴と同じくらい、あり得ないこと、あるいは不可能に近い 。
これらの問題の難しさは、見かけ上の隙間、あるいはその多くが実際には開口部ではなく、背後の星からの光を遮断する不透明なスクリーンであるという説が提唱されている理由の一つを示している。これが場合によっては十分にあり得ることは、バーナードが後に撮影した写真、特にへびつかい座ρ星周辺の特異な領域の写真によって示されている。そこには、広大な空間を覆う連結したシステムを形成していると思われる暗い帯状や斑点が見られ、発見者はこれを「暗黒星雲」とみなしている。これは最初は驚くべき提案のように思えるが、結局のところ、なぜ目に見える星雲だけでなく暗黒星雲も存在しないのだろうか?実際、明るい星雲の明るさを説明することは一部の天文学者を悩ませてきた。なぜなら、そのような拡散状態の物質が熱によって白熱するとは考えられず、燐光自体が謎だからである。この仮説は、宇宙に暗黒の固体が存在するという我々の知識とも一致する。多くの明るい恒星には、時に恒星と同じくらいの質量を持つ、目立たない伴星が伴っています。惑星は光を発しません。流星も大気圏に突入して摩擦熱を受ける前は光を発しません。そして、宇宙には光り輝く天体と同じくらい多くの、目立たない巨大な天体が存在すると考えるに足る多くの説得力のある理由が見つかっています。そう考えると、背後にある光り輝く天体からの光を遮った時にのみ存在が明らかになる、膨大な量の影のようなガスや流星塵の集まりが存在すると考えるのは、それほど難しいことではありません。
これは、宇宙空間における光の見かけ上の消失を説明するものであり、これは望遠鏡で観測できる10等級以下の星の相対的な数の減少によって示されています。現状でも、肉眼では見えないほど暗い星から私たちに届く光の量は非常に多く、天文学の内情に詳しくない人はその事実に驚くでしょう。晴れた夜には、全天からの総星光は満月の光の60分の1に相当すると計算されていますが、そのうち肉眼で個別に識別できる星からの光は25分の1にも満たないのです。宇宙空間に遮蔽物が一切なければ、星光の量は著しく、おそらくは莫大に増加するでしょう。
しかし、天の川銀河のいくつかの不明瞭な部分は「暗黒星雲」や何らかの隠蔽ベールの存在によるものであることは確実であるように思われるが、同時に、どのような形成過程を経て、どのような力によって維持されているかにかかわらず、真の開口部であるものが数多く存在することも同様に確実である。これらはまさに銀河の窓であり、そこから外を眺めると、無限の空間という偉大な神秘に直面することになる。 既知の宇宙はそこで目に見える形で終わるが、明らかに空間そのものはそこで終わらない。空間の終わりを想像することは思考の力では不可能である。なぜなら、終点や終線を考えた瞬間に、心は彼岸へと飛躍するからである。内側にも外側にも空間が存在しなければならない。時間の永遠性と空間の無限性は、知性では完全に理解できない概念であるが、空間や時間の限界という概念も理解できない。超幾何学や四次元空間といった形而上学的な概念も、我々の助けにはならない。
宇宙がそれ自身よりも無限に大きい何かの中に包含されていることを知った後、その窓から外を眺めても星のない夜の闇しか見えないとしたら、私たちはその向こう側についてどのような結論を導き出すべきでしょうか?それは真空のように空虚に思えますが、本当にそうなのでしょうか?もしそうだとすれば、私たちの宇宙は無限の中に迷い込んだたった一つの原子であり、岸のない大海原に浮かぶ唯一の島であり、果てしない砂漠にぽつんと存在するオアシスです。そうなると、星々が広範囲に連なる天の川は、計り知れない虚無の恐怖の中に浮かぶ小さな煙の輪のようであり、あるいは、広大な宇宙の目に見えない波間に一瞬だけ浮かび上がる、はかない孤独なきらめく泡の輪のようです。このような結論から、心は本能的に縮こまります。たとえ目に見えなくても、その向こう側に何かがあると考える方がましなのです。宇宙でさえ、孤独に耐えることはできないでしょう――宇宙に迷い込んだクルーソーのように!庭園や公園、大勢の召使いに囲まれた最も優雅な城の住人でさえ、たとえ姿は見えなくても隣人がいること、そして無限に広がる生きた世界が自分たちを取り囲んでいることを知らなければ、孤独で死んでしまうだろう。それと同じように、私たちも宇宙には限界があることを悟ると、孤独ではないと感じたいと願う。生垣や丘の向こうには、生命と活動の中心地が他にもあると感じたいのだ。孤立した宇宙という考えほど恐ろしいものがあるだろうか?存在が偉大であればあるほど、孤独への嫌悪感は増す。無限だけが満足を与え、そこにのみ心が安らぎを見出すのだ。
こうして私たちは、私たちを取り囲むこの宇宙の夜は無人ではないと信じざるを得ない。銀河の星々に囲まれた窓から外を眺めても、ただ一様な暗闇しか見えないのは、私たちの目に問題があるか、あるいは何らかの遮蔽物によるものだと。私たちの宇宙は限られた範囲にしか存在しないのだから、その周囲には必ず他の宇宙が存在するはずだ。もし私たちが望遠鏡を「十字架」の近くにある巨大な「石炭袋」の端まで持ち運べるなら、つまり私たちの星系の最前線に立つことができれば、広大な夜空に遠く輝く外銀河のいくつかを識別できるかもしれない。それらは私たちの銀河よりも壮大かもしれない。ちょうど私たちの周りにある多くの太陽が、私たちの太陽よりもはるかに大きいように。もし私たちが広大な宇宙の真ん中に立ち、無限の視野で周囲を見渡すことができたなら、おそらく無数の恒星系を目にするでしょう。その中で私たちの恒星系は、晴れた夜空に輝く無数の星々の中のたった一つの星のように、目立たない存在となるでしょう。私たちの恒星系のように花輪の形をしたものもあれば、ヘルクレス座やケンタウルス座の巨大な星団のように球状のものもあるでしょう。また、輝く円や円盤、あるいは幾重にも重なった環の形をしているものもあるかもしれません。もし私たちがそれらの中に入ることができたなら、地球の化学では知られていない元素を含む、実に多様な組成を発見するでしょう。なぜなら、目に見える宇宙には地球や太陽に存在しない物質はほとんど、あるいは全く存在しないように見えるものの、無限の宇宙空間に他の物質が存在しないと考える根拠はないからです。
では、重力についてはどうでしょうか。重力が目に見える宇宙を超えて作用しているかどうかはわかりませんが、そうであると考えるのは妥当です。いずれにせよ、重力の支えを手放せば、私たちは迷子になり、道に迷った子供のように、ただ絶望的に思索をさまようしかありません。重力の支配が無限であるならば、様々な外的システムは、私たちの基準では知覚できないほど微弱ではあるものの 、互いに何らかの引力的な影響を及ぼし合っているはずです。なぜなら、重力は、作用しなければならない空間がどれほど大きくても、決してその支配を手放さないからです。私たちの周りの星々がすべて運動しているように、私たちの視界の外にある星系も運動している可能性があり、私たちのシステム全体もそれらと連動して動いている可能性があります。もしそうであれば、果てしない年月を経て、システム全体の様相は変化し、その様々な構成要素は互いに新たな位置を占めることになります。時が経つにつれて、私たちの宇宙が他の宇宙の1つに比較的近づくとさえ考えられます。そして、もし人類がまだ地球上に生きているならば、彼らは今私たちには何も見えない隙間から、近づいてくる別の星系の光を垣間見ることができるかもしれない。それはまるで異星の艦隊の信号のように、宇宙の海には他にも航海する船が存在するという確信(現時点では推測に過ぎないが)を彼らにもたらすだろう。
光の波が宇宙空間を伝わる媒介物質であるエーテルの存在という問題が残る。エーテルは重力と同様に謎に包まれている。エーテルに関しては、その存在はエーテルに起因すると考えられる現象から推測するしかない。明らかに、エーテルは最も遠くに見える恒星まで広がっているはずだ。しかし、宇宙空間で無限に続いているのだろうか?もしそうであれば、他の恒星系が見えないのは、距離によってそこから発せられる光の量が知覚限界以下に減少するか、あるいは吸収媒体が介在しているためである。そうでないならば、惑星間大気がないため太陽黒点の轟音が聞こえないのと同様に、光波を伝達する手段がないため、それらの恒星系を見ることができないのである。(エジソン氏がかつて、太陽黒点の電気振動を音波に変換することで、その轟音を聞こえるようにする巨大なマイクロホンを製作しようとしたと伝えられていたことは興味深い。)この仮説に基づけば、それぞれの恒星系は独自のエーテルの球体に包まれており、光が恒星系間を行き来することはできないだろう。しかし、エーテルと重力は遍在しており、すべての恒星系は海中の燐光を発する生物の雲のように、エーテルの中に浸されている可能性が高い。
天文学は、人の心をより高い次元へと導く。人々は地球の相対的な小ささの証拠を受け入れるのに長い時間を要した。太陽系の相対的な小ささについては、より早く納得した。そして今、彼らが宇宙と考えていたものが、無限の太陽光線の中で輝くほんの一粒の塵に過ぎないという証拠が、彼らの理性を揺るがしている 。
II.
星雲、星団、星の流れ
前章では、銀河、すなわち天の川の奇妙で複雑な構造について少し触れました。ここでは、花飾りに彩られた「神々の道」である天の川を、より包括的に研究していきます。
肉眼だけで判断するならば、天の川は自然界全体で最も繊細で美しい現象の一つであり、空に広がる銀色の薄絹のきらめきのように見える。しかし、その啓示の光に照らして研究すると、それは人間の目に映る最も壮大な対象物となる。まず、通常の視覚でどのように見えるかを考えてみよう。天の川の見かけ上の位置は季節によって変化する。穏やかで雲一つない夏の夕方、月の光が天の川を覆い隠すことがないとき、天頂の北から南東にかけて燐光を放つアーチのように天の川が広がっているのが見える。早春には、天頂の西に、似たような、しかし全体的にはそれほど明るくないアーチを形成する。春と夏の間には、北の地平線に沿って長くかすかな薄明の帯のように見える。冬の初めには、再びアーチを形成し、今度は天頂の少し北で、空を東から西に渡る。これらは、アメリカ合衆国の平均緯度から見た星座の位置です。星空観察の初心者でも、一年を通して星座を観察しなくても、それが実際には天球全体を一周する大円であることを確信できるでしょう。私たちはその中心付近に位置しているように見えますが、その周縁部は明らかに宇宙の深淵に遠く離れています。
一見すると、銀河は繊細な光の帯のように見え、場所によって明るさは異なるものの、ぼんやりとしていてはっきりしない。しかし、注意深く観察する者にとって、銀河は全く異なる様相を呈する。彼らは、銀河が驚くほど複雑ではあるものの、有機的な全体であることを認識する。望遠鏡で見ると、銀河は距離が遠すぎて個々には見えないほど暗く小さな星々から成り立っていることがわかる。星々の宇宙に存在すると推定される1億個の恒星のうち、圧倒的多数(少なくとも30対1)がこの奇妙な光の帯に含まれている。しかし、それらは銀河の中に均一に分布しているわけではなく、むしろ星団、結び目、塊、雲、流れといった形で配列されている。その様子は、まるで無数の銀色の羽を持つ蜂の群れが、多かれ少なかれ混ざり合い、密集し、互いに交差しながらも、すべて一つの目的、すなわち我々が存在する宇宙領域を取り囲むという目的によって支配されているかのようだ。
天体の体系的な研究が始まった当初から、天の川の形が恒星系の構造を表していることは認識されていました。当初は、恒星系はチーズのように平らな巨大な円盤状で、星々が満ちており、太陽とその比較的少ない近隣の恒星が中心付近に位置していると考えられていました。この見方によれば、銀河帯は遠近法の効果でした。円盤の平面の方向を見ると、目は無数の星々を通り抜け、それらはぼんやりと輝く光の帯となって私たちを取り囲み、まるで輪のようでした。一方、円盤の側面から見ると、星はほとんど見えず、その方向の天は比較的何もないように見えました。しかし、最終的にこの理論は観測された外観と一致しないことが認識され、天の川は単なる遠近法の効果ではなく、球体の周囲に円を形成する、非常に遠くにある星々の実際の帯であることが明らかになりました。この輪の中心開口部(多くの散在する星を含む)は、輪自体の幅よりもはるかに広いのです。私たちの太陽は、中央の開口部に散らばっている星の一つです。
既に述べたように、銀河の環は非常に不規則で、ところどころ途切れています。その曲がりくねった輪郭、垂れ下がる枝、優美で調和のとれた曲線、塊の集まり、時折見られる隙間、そして細部の混沌を支配する全体的な計画の明白な秩序は、花輪に驚くほどよく似ています。その構成を考えると、この事実はますます驚くべきものに思えます。ニレの木が葉を茂らせ垂れ下がる枝で美しい線を描くことは驚きませんが、1億個の太陽が花輪の形を模倣しているのを見ると、私たちはますます驚きを禁じ得ません。そして、この形が宇宙の平面図を提供していることを忘れてはなりません。
天の川の謎が引き起こした並外れた憶測を示す例として、ジョージ・C・コムストック教授が最近(1909年)提唱した理論を挙げることができる。この理論は、(第一に)星の数は天の川に近づくにつれて増加し、その平面で最大になる一方、星雲の数は天の川の外側で最も多く、天の川からの距離とともに増加するというデータ、そして(第二に)天の川は完全な環状であるにもかかわらず、その半分の区間では片側が広く拡散しており(その半分にのみ星雲が含まれている)、反対側は比較的狭く明確に定義されているというデータに基づいて、この特異な憶測の著者は、これらの事実は、目に見えない宇宙が互いに浸透し合う2つの部分から構成されていると仮定することで最もよく説明できると主張している。その2つの部分のうちの1つは、星と星雲状の塵が散在する無限の広がりを持つ混沌であり、もう1つは、太陽を中心メンバーの1つとして含む、長く幅広く比較的薄い星団である。この平らな星団は、混沌の中を横向きに移動していると考えられており、コムストック教授によれば、まるで除雪車のように宇宙の塵を掃き集め、移動する星団の平面の上下に積み上げていく。こうして透明な裂け目が形成され、その裂け目を通して、両側の濃密な塵の雲を通して見るよりも遠くまで見渡せ、より多くの星々を観測できる。この裂け目こそが天の川である。天の川の極に向かって投げ捨てられた塵は、そこに豊富に存在する星雲の物質である。星団の先頭が道を切り開いている前方では、混沌がより近くにあり、その結果、裂け目はより広い角度をなし、原始的な塵で満たされる。この塵は星団の先頭に取り込まれ、天の川のその部分でのみ見られる星雲を形成するのである。しかし、その奥では、裂け目が狭く見える。なぜなら、そこでは、はるか昔に耕作機の先端によって発生した塵の雲の間から遠くまで見渡すことができ、裂け目のその部分には散乱した塵が残っていないからである。
この驚くほど独創的な理論の概要を引用するにあたり、筆者がそれに賛同していると解釈されるべきではない。天の川のように問題が多く謎めいた対象を扱う場合、その理論が奇妙に見えること自体は、それを拒絶する理由にはならない。しかし、深刻な問題は、この理論が観測された現象と十分に一致しないことである。天の川は、その形態がいかに奇抜であろうとも、有機的なシステムであるという証拠があまりにも多く、それが混沌とした雲の裂け目であるという考えを許容することはできない。あらゆる生物と同様に、天の川の構成要素は、その集合体の中で多かれ少なかれ明確に繰り返されていることがわかる。天の川に含まれるあらゆる奇妙なものの中で、天の川そのものほど並外れたものはない。天文学者は皆、天の川がその美しさと奇妙さをすべて現す、比較的稀な夜に、何度も驚嘆したに違いない。その巨大な裂け目、分裂、螺旋の中には、星雲や星団に見られる同様の形態の巨大な原型が見られる。先に述べたように、それは恒星系全体の一般的な形状を決定づけています。空で最も明るい星のいくつかは、銀河から垂れ下がった房飾りの先にぶら下がった宝石のように見えます。これらのペンダントの中には、プレアデス星団とヒアデス星団があります。オリオン座、すなわち「偉大な狩人」もまた、そこから放たれた「光の輪」の中に捉えられています。大多数の1等星は、まるでその平面に対して約20度の角度で傾いた内側の環を形成しているかのように、それと関連しているように見えます。その両側から伸びる多くの長い曲線には、対応する明るい星の曲線が伴っています。一言で言えば、それは星系全体と構造的につながっているように見えます。宇宙が花輪の形をとっていることは、確かに驚くべきことです。しかし、もしそれが立方体、菱形、あるいは正十二面体であったなら、さらに驚くべきことだっただろう。なぜなら、その場合、結晶を形作る力に似た何かが星々に作用したと仮定しなければならず、万有引力の法則によって宇宙を説明することがさらに困難になったからである。
天の川全体から、それを構成する広大な星雲、星団、星団へと移ります。一部の天文学者が主張するように、銀河の星のほとんどは太陽よりはるかに小さいので、その暗さは距離の影響だけによるものではないかもしれません。それでも、それらの固有の輝きは太陽のような性質を証明しており、少なくとも1万から2万光年(1光年は約600億マイルに相当)と推定される遠さを考慮すると、それらの実際の質量は極めて小さいはずがありません。それらの最も小さなものは真の太陽とみなすに値し、その大きさは大きく異なります。それらの互いの引力の影響は、それらの集まりから推測するしかありません。なぜなら、私たちができる観測の短さのために、それらの相対的な動きは明らかではないからです。しかし、100万年がほんの一瞬に過ぎない存在を想像してみてください。彼にとって天の川は絶え間ない動揺状態にあるように見え、「激しい渦巻き運動」で渦巻いていた。
銀河の大部分が雲のような様相を呈していることは、肉眼で観察する人々でさえ常に注目してきたに違いないが、真の星雲が初めて満足のいく形で表現されたのはバーナードの写真であった。実際の雲との類似性はしばしば驚くべきものである。積雲のように密集して密度の高いものもあれば、巻雲のように薄くまだら模様のものもある。裂け目や変化、そして全体的な輪郭は、水蒸気や塵の雲と同じであり、縁に向かって特徴的に薄くなっていることも見て取れる。しかし、構成要素である恒星が、通常の雲を形成する粒子のように密集していると考えるのは危険である。確かに、光の照射によって互いに絡み合っているように見えるが、実際には、それぞれの恒星は隣の恒星から数百万、数十億マイルも離れている。しかしながら、それらは実際に一つの集合体を形成しており、その構成員同士は、私たちの太陽と周囲の星々との関係よりもはるかに密接な関係にある。もし私たちが天の川の中にいたら、夜空の様相は今とは全く異なるものになっていただろう。
星雲は銀河の特徴であり、南半球の「マゼラン雲」を除いて、銀河の境界外には見られません。マゼラン雲は天の川から分離した断片のように見えます。これらの特異な天体は、第1章で述べた巨大な「石炭袋」と同様に、南半球の天空に際立った特徴を形成しています。しかし、それらがこれほど注目に値するのは、その孤立性によるものです。なぜなら、それらの構成要素は本質的に銀河であり、もしそれらが銀河の境界内に含まれていたとしたら、天の川の他の多くの部分と比べて特に素晴らしいとは感じられないからです。それらが現在ある場所に配置されているため、巨大な星のアーチから落ちた塊のように見えます。それらは星雲や星団で満ちており、螺旋運動の顕著な証拠を示しています。
銀河の特徴的な構造の一つである星群は、その名前が示唆するように、星雲とは大きく異なります。つまり、星群を構成する星々は、たとえ無数であっても、雲というよりは、非常に多くの星が集まった集団という印象を与えるように配置されているのです。星群では、個々の星は「雲」を構成する星よりも大きいか、あるいは近いため、区別することができます。真の星群の素晴らしい例として、天の川のペルセウス座とカシオペヤ座の間にあるカイ・ペルセウスが挙げられます。この星群は他の多くの星群よりもずっと粗く、肉眼でも見ることができます。小型望遠鏡で見ると、まるで星群を構成する太陽が二つのグループに分かれ、それぞれのグループが並んで進み、両グループの裾が接触する部分で星々が混じり合っているかのように、二重に見えます。
星雲や星群よりも小さく、その構造も両者と異なるのが星団です。星団は、他のものとは異なり、天の川銀河の内側だけでなく外側にも存在しますが、銀河の境界内には他の場所よりも多く存在します。星団という用語は、プレアデス星団のように、むしろグループである集まりにも不適切に用いられることがあります。星団の最も特徴的な形状は球状、つまり太陽の球体です。球状星団の有名な例として、天の川銀河には含まれませんが、「ヘルクレス座大星団」があります。これは肉眼ではほとんど見えませんが、小型望遠鏡でその特徴が分かり、大型望遠鏡では素晴らしい光景を見せてくれます。このような星団の写真は、星雲の写真ほど効果的ではないかもしれません。なぜなら、星団の中心部に星が密集しているため、その光がぼやけて区別がつかなくなるからです。まるで最高級の曇りガラスのような銀色の球体が電光を浴びて輝くかのように、星団の表面を微細な光線が絶え間なく駆け巡る美しい光景は、写真では捉えきれない。それでも、強力な望遠鏡を通して星団を直接観察すると、この素晴らしい星団の中心部は、まるで雪玉の中の氷の結晶のように星々がぎっしりと詰まった、まるで固まりの塊のように見える。
観察者なら誰もが同じ疑問を抱く。一体どうしてこのような状況になったのだろうか?星団の星々は密集しているのではなく、おそらく数百万マイルも離れていることを知っても、その驚異は薄れることはない。なぜなら、星々の間の距離は、地球からの距離に比べればわずかだからだ。ウィリアム・ハーシェル卿は星の数を約1万4千と推定したが、実際には数えきれないほど多い。もし星団の縁のすぐ内側から見れば、星々は驚くほど輝く星々で彩られた中空の半球のように見えるだろう。近くにある星は、我々が知るどの天体にも匹敵しないほどの輝きを放ち、遠くにある星は普通の星のように見えるだろう。星団の住人は、論理的な思考過程を経なければ、自分が球状の太陽の集まりの中に住んでいたことに気づかないだろう。その球状の配置が肉眼で見えるのは、はるか外側から見た場合だけなのだ。直径10マイルの球状の空間に、規則的に並んだ1万4千個の火の気球を想像してみてください。1立方マイルあたり平均30個未満となり、球状の集まりとして認識するにはかなりの距離まで近づく必要があります。しかし、十分に遠くから見ると、それらは光り輝く球体として溶け込んで見えるでしょう。
図:
ヘルクレス座の星団
(2フィート反射望遠鏡で撮影)
写真を見ると、望遠鏡で見た最高の画像よりもさらに鮮明に、この巨大な星団が、中心の質量から放射状に広がる無数の散在する星々に囲まれていることがわかる。これらの星々は、中心の質量とのつながりが明白である。中心球の外側に位置するこれらの星々は、女王蜂が座っている密集した群れの周りを飛び回る放浪の蜂のように見える。このように、星団を構成する星々を引き寄せ、維持する中心の力が働いていることを示唆する要素は数多くあるが、注意深い観察者は、この驚くべき現象全体が爆発の結果である可能性にも心を打たれる。この考えが頭をよぎるとすぐに、外側の星々の外観にその裏付けが見出されるように思われる。これらの星々は、中心に向かって集まったという仮説と同じくらい容易に、吹き飛ばされたという仮説によって説明できるからである。星団を構成する星々が太陽よりもはるかに小さいという事実は、爆発説を支持するものと考えられるかもしれない。小惑星の実際の大きさは不明だが、視差の不確かな推定に基づくと、平均直径は4万5千マイル、つまり木星の直径の半分強であると計算されている。同じ平均密度を仮定すると、太陽の約2倍の大きさの天体の爆発によって、1万4千個もの小惑星が形成された可能性がある。これは、火星と木星の軌道の間を周回する惑星の爆発によって小惑星が形成されたという、完全に放棄されたり反証されたりしたことのないオルバースの理論を想起させる。小惑星は、その起源が何であれ、太陽の周りに環を形成している。しかし、当然のことながら、もともと重力の中心の周りを公転していなかった巨大な独立天体の爆発は、小さな天体の環の形成ではなく、むしろ分散した塊の形成をもたらすだろう。しかし、このような憶測の背後には、現在解決不可能な問題がある。それは、どのようにして爆発が起こったのか、ということである。 (爆発に関する問題については、第6章と第14章を参照のこと。)
一方、ハーシェルの観測結果(後に十分に裏付けられた)によれば、星団や星雲が密集している場所のすぐ近くには異常に空虚な空間が存在する。これは、集まった星々が互いの引力によって引き寄せられ、その集積傾向が今もなお新たな星を星団へと引き寄せていることを示唆していると考えられる。しかし、その場合、その空間のその地点で最初に星が密集した状態があったはずだ。これはおそらく、巨大な星雲が星核へと凝集することによって生じたものであり、この過程は現在オリオン星雲で起こっているように見える。
図:
南の大星団、オメガ・ケンタウリ
南半球には、さらに注目すべき球状星団、オメガ・ケンタウリが存在する。この場合、中心部の星の集まりは、ほぼ均一な輝きを放っている。ヘルクレス座の星団と同様に、ケンタウルス座の星団も、広範囲に散らばった星々に囲まれ、放射状に配列しているように見える。実際、オメガ・ケンタウリは、その星の数の多さを除けば、北半球のライバルと全く同じである。想像力豊かな観測者には、どちらもまさに「太陽の都」のように見えるだろう。数学は、このような星団の複雑な動きを解きほぐすという課題を敬遠している。衝突の可能性は無視できないように思われ、この考えは、球状星団の中、あるいはその近くで何度も輝きを放った「一時的な星」の出現によって、ある程度裏付けられている。
これは、数年前にベイリー教授によって初めて明らかにされた注目すべき事実、すなわち、そのような星団には変光星が多数存在するという事実につながります。オメガ・ケンタウリとヘルクレス座星団は、この点で特に注目に値します。これらの星団で見られる変光星はすべて周期が短く、光の変化は顕著な均一性を示しています。まず考えられるのは、これらの現象は密集した星々の間の衝突によるものだということですが、そうだとすれば、衝突は星同士ではなく、おそらく星と、その周りを周回する流星群との間で起こるのでしょう。このような周期的な衝突は、流星が星に取り込まれて枯渇することなく、何世紀にもわたって続く可能性があります。この説明は、星が密集している場所では流星群が豊富に存在すると自然に予想されるため、なおさら妥当であるように思われます。また、球状星団は明るい星々の間に微細な星が密集して散りばめられているというペリン氏の発見とも一致しています。
コムストック教授の天の川に関する並外れた理論について語る際、大まかに言えば、星雲は銀河帯ではその両側の比較的開けた空間に比べて数が少ないものの、それでもなお、彼が巨大な「鋤」の先端と位置づける天の川の広い半分には豊富に存在するという事実が言及された。この鋤は、周囲の混沌を突き破って進もうとしていると考えられている。いて座領域とその周辺では、星雲と銀河星雲や星団が混在していることが特に顕著である。思慮深い人であれば、両者の間に因果関係があることを疑う余地はないだろう。星雲は星が芽生える種まき場のようなものだという証拠から逃れることはできない。あるいは、星雲は、その懐の中で雨粒が形成される雲に似ていると言うこともできるだろう。第1章では、いて座における星雲と星団の混在という素晴らしい様相について述べました。今回は、この種の現象の中でもさらに驚くべきもの、プレアデス星雲について見ていきましょう。
図:
プレアデス星団
プレアデス星団は銀河系の主軸からは外れているものの、かすかなループで銀河系と繋がっており、可視宇宙で知られている星と星雲状物質の最も注目すべき組み合わせの舞台となっている。肉眼ではプレアデス星団に星雲が存在することは分からず、せいぜいそこに何らかの星雲があるのではないかと推測する程度である。最も強力な望遠鏡でさえ、その壮観の真の驚異を明らかにするには程遠い。しかし、光化学反応の印象を蓄積するために何時間も連続して露光された写真では、その光景は驚くべきものである。主星は、他に類を見ない濃密な星雲に囲まれ、まるでその中に溺れているかのように見える。これらの星雲が取る形は、一見すると不可解に思える。羊毛のように見えるか、あるいは筆から無造作に飛び散った光る絵の具の飛沫や塗り跡のように見えるかもしれない。しかし、詳しく調べてみると、それらは大部分が無数の薄い糸で織り合わさってできており、螺旋状の傾向が数多く見られる。この星群の明るい星々――アルキオネ、メロペ、マイア、エレクトラ、タイゲタ、アトラス――はそれぞれ濃い霧(肉眼でも望遠鏡でも全く見えない)の中心にあり、これらの星々は奇妙な霧の向こうに隠れて見えない。比較的開けた空間をあらゆる方向に、実に奇妙な形をした星雲状の筋や筋が走っている。星雲の線の中には、直線状のものもあれば、方向が変わる場合でも斜めに変わるものもあり、小さな星々がビーズのように連なっている。あるケースでは、7つか8つの星がこのように並んでおり、それらを繋ぐ鎖への依存を強調するかのように、鎖がわずかに曲がると、星の列も同じ方向に回転する。この星団の他の多くの星列も、その配置から、かつては同様の糸で繋がれていたものの、その糸が消え去り、星々がかつての軌道に沿って間隔を置いて並んでいたことを示唆している。プレアデス星団がオリオン座の星雲に似た広大な星雲の中に埋もれていた時代があり、その星雲が徐々に凝縮して星となり、今ではごくわずかな痕跡しか残っていないという結論に至らざるを得ない。そして、その痕跡は、星雲を構成する放射性物質の驚異的な光化学活性がなければ、おそらく発見されなかっただろう。これらの淡い星雲状天体の多くが紫外線を豊富に放出していることが、天体写真の驚くべき発見力の源泉となっている。こうして、形而上学的な思索における「見えない宇宙」とは区別される、真の見えない宇宙が私たちに示されるのである。
星と星雲の異なる種類の関連性は、はくちょう座にあるいくつかの驚くべき写真対象に見られる。そこには、数十億マイルにも及ぶ長く薄い星雲があり、そよ風になびく髪の毛のように見えるものもあるが、それらと関連しているように見える星の領域の中に横たわっている。しかし、その関係は非常に奇妙なもので、長い星雲の繊細な構造にもかかわらず、星が片側に集まる障壁として機能しているように見える。星雲の片側の星の数は、もう一方の側の2倍、3倍、または4倍もある。これらの星雲は、見た目に関しては、風が粉雪の吹き付けている柵や薄い生垣に例えることができるかもしれない。粉雪は周囲に豊富に散らばっているが、障害物の風下側に積み重なる傾向がある。想像力は、これらの並外れた現象を説明するのに困惑する。しかし、それらは確かに存在し、写真乾板が放射線にさらされるたびに、忠実にその姿を私たちに映し出してくれるのだ。
観測方法の進歩によって宇宙をより深く理解し、人間の感覚を補助する様々な道具を発明すればするほど、目に見えない世界への探求は深まるばかりで、謎はますます深まるばかりだ。望遠鏡は私たちを遥か遠くまで連れて行ってくれ、写真はさらに遠くへと導いてくれている。しかし、まだ想像もされていないどんな道具が、私たちを宇宙の底、頂点、そして果てへと連れて行ってくれるのだろうか?そして、これまで試されたことのないどんな思考力が、その全てを理解する力を与えてくれるのだろうか?
III
恒星の移動
素人目には、星と惑星は区別がつかない。そのため、一般的にはこれらをまとめて「星」と呼ぶ。しかし、惑星は太陽の周りを公転するため、空における位置を多かれ少なかれ急速に変化させるのに対し、星は常に同じ相対位置に留まっているように見えるため、後者は「恒星」と呼ばれる。天文学の黎明期には、「恒星」が地球を中心として全天を公転する見かけ上の公転とは無関係に何らかの運動をしているとは知られていなかった。しかし現在では、「恒星」という用語は逆説的であることが分かっている。なぜなら、全天には真に固定された天体は一つもないからである。星の位置が見かけ上固定されているように見えるのは、星が途方もなく遠くにあることと、観測できる時間が短いことによるものである。それは、海上で船底を下げて航行する蒸気船から立ち上る煙の柱を眺めているようなものだ。長時間観察し続けなければ、実際には視線を横切って高速で移動しているにもかかわらず、静止しているように見える。惑星でさえ、一晩だけ観察すれば位置が固定されているように見えるし、遠くにある惑星は、何晩も観測し続けない限り、目立った位置の変化は見られない。例えば、海王星は1年間でわずか2度ほどしか移動せず、1ヶ月での位置の変化は満月の直径の約3分の1程度に過ぎない。
しかし、一見すると静止しているように見える星々も、実際には非常に速い速度で動いており、場合によっては惑星がまるでその場に留まっているかのように感じられるほどです。木星の軌道速度は約8マイル/秒、海王星は約3.5マイル/秒未満、地球は約18.5マイル/秒です。一方、毎秒200マイルから300マイルも動く「恒星」も存在します。ただし、すべての恒星がこれほどの速度で動いているわけではなく、中には惑星と変わらない速度で動いているように見えるものもあります。いずれにせよ、実際の速度に関わらず、恒星が動いていることを証明するには、長期間にわたる極めて綿密な観測が必要となります。星々が埋もれている宇宙の恐るべき深淵をこれほど圧倒的に印象づけるものは他にないだろう。なぜなら、視線を横切る実際の移動速度が毎秒200マイルにも達する星でさえ、千年もの間、天体観測者が気づくほどには空における見かけ上の位置を変えないからだ。
星の動きと惑星の動きには、すぐに注意を払うべき大きな違いが一つあります。惑星は、直接の支配者である太陽から発せられる中心力の支配下にあるため、すべて同じ方向に、太陽の周りを同心円状に公転します。一方、星はあらゆる方向に動き、明らかな運動の中心はありません。そのような中心を発見しようとするあらゆる試みは失敗に終わっています。かつて、神学がついに科学的事実を受け入れざるを得なくなったとき、一部の敬虔な人々の間で、神の玉座は創造のまさに中心に位置し、そこに座して、神を忠実に周回する星系の壮大な光景を眺めているという壮大な概念が生まれました。天文学的な発見と推測は、しばらくの間、この見解に何らかの根拠を与えているように見えました。さらに、この見解は、神を常に自らの作品を賞賛する超人的な創造主としてしか考えられない人々にとって、放棄された地動説の受け入れられる代替案となりました。 19世紀半ば、ドイツの天文学者メードラーは、宇宙が回転する中心の位置を実際に発見したと信じていた。彼はそれをプレアデス星団に位置づけ、彼の権威のもと、プレアデス星団で最も明るい星であるアルキオネを、全能の神の座そのものとして描くという、並外れた想像力に満ちたイメージが時折描かれた。この考えは、歴史的起源は不明ながら、古くから、そして遠く離れた民族の間で、アルキオネを筆頭とするこの注目すべき星団に結びつけられてきた神秘的な意味合いによって、ある種の伝統的な裏付けを得たように思われた。しかし、メードラーの時代以降、プレアデス星団は宇宙の回転中心ではあり得ないことが証明され、既に述べたように、そのような中心を見つけようとする、あるいは特定しようとする試みはすべて失敗に終わっている。しかし、この説は人々の想像力に非常に強い影響を与えたため、今日でも天文学者たちは、アルキオネが「黄金のエルサレム」の候補地ではないかとよく尋ねられる。
もし、すべての星の運動を基準にできるような、圧倒的な重力を持つ発見可能な中心が存在するならば、それらの運動はそれほど神秘的ではなく、宇宙全体が、それを構成する補助的なシステムの原型であると結論づけることができるだろう。説明を求めるなら、単純に重力の法則に目を向けるべきであり、当然ながら、その中心は天の川に囲まれた開口部の中に置かれるだろう。もしそこに中心があるならば、天の川自体が、ハブを中心に回転する車輪のように、その周りを回転する兆候を示すはずだ。すべての基礎として天の川を考慮に入れなければ、星の運動全体に関するいかなる理論も成り立たないだろう。しかし、その分裂した星の輪の形そのものが、中心の周りを回転するという仮定を禁じている。たとえそれが物質的な中心を持たない車輪として考えられたとしても、実際に示しているような形にはならないだろう。第2章で示したように、天の川には運動の証拠が豊富にある。しかし、それはシステム全体の運動ではなく、その個々の部分に影響を与える運動である。銀河の星々は、すべてが一方向に動くのではなく、推測できる限りでは、局所的な影響や条件によって動かされている。それらは互いに交差したり、反対方向に移動したりしているように見え、おそらく多数の星が集まった焦点の周りを渦巻いているのだろう。しかし、全質量が巻き込まれる普遍的な回転運動を示す証拠は今のところない。
恒星の運動、いわゆる「固有運動」に関する知識のほとんどは、個々の恒星、あるいはその運動の影響が測定可能なほど近い位置にあるいくつかの恒星群に関するものです。場合によっては、その運動が非常に速いため(見た目ではなく、実際に)、主な難題は、どのようにしてその運動が生じたのか、そして最終的に「暴走星」がどうなるのかを想像することです。衝突や、巨大な重力中心への一連の非常に接近がなければ、毎秒 200 マイルまたは 300 マイルの速度で宇宙を移動する恒星は、止められたり、可視宇宙の範囲内で永遠に飛び続けるような軌道に転じたりすることはできません。こうした高速で移動する恒星の有名な例は、「1830 Groombridge」です。これはわずか 6 等級の恒星で、肉眼でかろうじて見える程度ですが、視線を横切る動きが非常に速いため、280 年ごとに月の見かけの直径に等しい距離だけ空を移動します。この星までの距離は少なくとも200,000,000,000,000マイルで、その2倍か3倍もある可能性があり、実際の速度は毎秒200マイル以上、最大で毎秒400マイルにも達する可能性があります。巨大な恒星に接近することで進路を変えることはできますが、巨大な質量の天体と正面衝突しない限り停止することはありません。そのような事故が起こらない限り、我々の知る限り、この星は我々の恒星系を横断するまで進み続け、そこから脱出して宇宙空間へと飛び出し、おそらく我々が話してきた他の宇宙の一つに合流するでしょう。宇宙で最も大きな恒星の一つであるアークトゥルスもまた、暴走星であり、その飛行速度は毎秒50マイルから毎秒200マイルまでと推定されています。アークトゥルスは我々の太陽の数百倍の質量を持っていると信じるに足る十分な理由があります。ですから、その運動が意味する途方もない運動量を想像してみてください。シリウスの動きは比較的緩やかで、視線方向の速度は毎秒わずか10マイルだが、同時にほぼ同じ速度で太陽に接近しており、宇宙空間における実際の速度は、これら2つの変位の合成値である。
シリウスの運動について述べたことは、この主題の別の側面へと私たちを導きます。実際、恒星の運動のあらゆる場合において、私たちが観測する変位は、当該恒星の実際の運動の一部にすぎません。地球にまっすぐ向かう、あるいは地球からまっすぐ遠ざかる運動をする恒星もあり、そのような恒星は当然、横方向の運動を示しません。しかし、大多数の恒星は、私たちの視線に対して垂直な方向から傾いた軌道を移動しています。全体として見ると、恒星はガスの塊の中の分子のように飛び回っていると言えるでしょう。恒星の運動における半径方向の成分の発見は、分光器によるものです。恒星が近づいている場合、そのスペクトル線は接近速度に応じてスペクトルの紫色の端にシフトします。遠ざかっている場合は、スペクトル線はそれに応じて赤色の端にシフトします。したがって、分光観測と横方向の運動のマイクロメートル測定を組み合わせることで、宇宙空間における恒星の実際の運動を検出できます。恒星の半径方向の運動が周期的に反転することもあります。最初は近づき、次に遠ざかる。これは、その恒星が近くにある伴星(多くの場合、目に見えない)の周りを公転していることを示している。そして、この動きに、関係する2つの恒星の動きが重なり、それらが一緒に近づいたり遠ざかったり、視線を横切ったりしている可能性がある。このように、恒星の動きには、非常に複雑で不可解な要素がしばしば伴う。
さらに、私たちの恒星である太陽の運動も複雑な要因の一つです。天文学において、太陽の運動の影響を他の恒星の運動の影響から切り離すことほど難しい問題はありません。しかし、この問題は困難ではありますが解決されており、その解決にかかっているのが、太陽系が宇宙空間を移動する速度と方向です。なぜなら、もちろん太陽は惑星を伴って移動しているからです。解決策の一つは、遠近法の結果として、私たちが向かっている恒星はあらゆる方向に離れていくように見え、後ろにある恒星は互いに近づいていくように見えるという事実にあります。そこで、既に述べた分光法の原理を用いて、スペクトル線のずれを調べます。前方の恒星では紫色の方向に、後方の恒星では赤色の方向にずれが生じます。もちろん、恒星の独立した運動の影響は慎重に除外しなければなりません。このテーマに関する研究の結果、私たちはヘルクレス座とこと座の境界に向かって、北向きに秒速12~15マイルの速度で移動していることが分かっています。興味深いことに、最近の推定では、その方向は太陽から天空で最も壮麗な恒星の一つであるベガまで引いた直線からそれほどずれていないことが示されています。しかし、このことからベガが私たちを引っ張っていると推測すべきではありません。ベガは遠すぎるため、その重力がそのような影響を与えることはないからです。
太陽系の壮大な旅は、多くの馴染みのない思考を掻き立てます。私たちはどこから来て、どこへ行くのでしょうか?私たちは人生の毎年、少なくとも3億7500万マイル進んでいます。アダムの時代から、太陽は惑星を宇宙の荒野へと導き、少なくとも2250億マイル、つまり地球から太陽までの距離の2400倍以上もの距離を移動してきました。想像の中で地質時代に遡り、地球が飛んだ距離を理解しようとしてみてください。混沌の雲の中から現れた時、私たちの小さな惑星はどこにいたのでしょうか?太陽が「雷鳴の行進」を始めた時、太陽はどこにいたのでしょうか?生命の支配者が「爬虫類の時代」の怪物だった時、私たちの惑星にはどんな奇妙な星座が輝いていたのでしょうか?地質学的な時間スケールで言えば、100万年というのはそれほど長い期間ではない。しかし、100万年前、地球は現在の位置から、視差が測定可能などの恒星よりも遠く離れていた。シリウスの7倍以上、アルファ・ケンタウリの14倍近く、ベガの3倍、アークトゥルスの2倍もの距離だったのだ。しかし、地球とその住人の進化を説明するには、2億年、3億年、あるいは10億年もの時間が必要だと主張する地質学者もいる。10億年も経てば、地球は天の川銀河の想像しうる最も遠い深淵よりも遠くまで移動していたことになるのだ!
地球が太陽の軌道に沿って進む様子を考えると、他にも興味深い考察が浮かび上がってきます。その旅には始まりも終わりもありません。地球が毎年同じ場所、つまり太陽の同じ側に戻ってくるという考えに、ある種の慰めを見出した人は少なくないでしょう。この考えは、私たちが伝統的に記念日を大切にする習慣と、何らかの神秘的な繋がりがあるのかもしれません。人生における大きな出来事が起こった時期が巡ってくると、地球が一年を通してその出来事の現場に私たちを連れ戻してくれたような感覚を覚えます。私たちは地球の軌道を、人生の中で何度も通る、よく踏み固められた道のように考えます。それは私たちにとって馴染み深く、ある種の愛着を抱くようになります。太陽は、まるで水車やポンプのように、忍耐強いラバが延々と周回する、宇宙における固定された中心として捉えられています。しかし、真実は、地球は一度宇宙空間を離れた場所には決して戻らないということである。太陽が地球や他の惑星を運んで運動する結果、地球がたどる軌道は宇宙空間で絶えず変化し、元の軌道に戻ることはない巨大な螺旋を描いている。太陽や他の恒星の軌道も不規則であり、おそらく螺旋状であると考えられるが、現時点では、それらはほぼ直線に見える。どの恒星も、どこにあっても、同時に多くの方向から他の恒星に引きつけられており、その力は距離によって弱められるものの、長い年月を経てその影響は必ず現れる。
別の視点から見ると、これほど壮大な旅という発想には、想像力を掻き立て、心を躍らせる何かがあるのではないでしょうか。それは、私たちすべてを偉大な旅人にするものです。人は長い生涯の中で、宇宙空間を300億マイルも移動します。ハレー彗星は、その巨大な軌道を一周するのに、その4分の1にも満たない距離しか移動しません。そして、この旅には、私たちがようやく理解し始めたばかりの冒険が数多く存在します。宇宙は奇妙なもので満ちており、地球は未知の領域を進むにつれて、それらのいくつかに遭遇することになります。天文学者たちは、地球が通過する宇宙空間の状態の変化が地球に及ぼす可能性のある影響について、数多くの奇妙な推測をしてきました。温暖期と寒冷期の交代さえも、この原因に起因するとされたことがあります。岩石に残る痕跡が示すように、極地周辺で熱帯の生命が繁栄していた時代には、必要な高温は、地球が宇宙の温暖な領域に位置していたことに由来すると考えられてきた。また、私たちの身近な惑星がどのような道を辿ってきたのかを考えることは、私たちにとってある種の興味をそそる。遠く離れた未開の地からやってきた旅人を賞賛するように、あるいは大陸を横断した最初の機関車や、北極や南極を訪れた船を興味深く見つめるように、私たちは地球の長い旅路に感嘆せずにはいられない。現在の軌道の兆候を信じるならば、太陽に導かれた地球ははるか南の天の川からやって来て、いずれははるか北のあの巨大な星の集団に再び加わることになるだろう。
星々は一般的に互いに独立して移動しているように見えるが、連星系や三連星系を形成している場合は例外となる。しかし、この法則には注目すべき例外が存在する。空の特定の領域では、星々のグループ全体が実際に移動しているように見える。これらの星々は互いに非常に離れているため、共通の重心の周りを公転している兆候は全く見られない。ここで再び、素晴らしいプレアデス星団に話が戻る。このグループを構成する主要な星々はすべて、ほぼ平行な線を描いて移動している。これらの星々を動かした力は、明らかにすべてに等しく作用した。これは、最初の投射力が作用した当時、星々は現在よりも密接に結びついており、離れていく過程で原始的な運動の勢いを失っていないという仮定によって説明できるかもしれない。あるいは、宇宙空間の何らかの流れによって運ばれていると考えることもできるが、現在の知識では、そのような流れの性質を説明することは極めて困難である。しかし、流れの理論は提唱されている。星々が回転する引力中心については、まだ見つかっていない。同様の「星の漂流」のもう一つの例は、「北斗七星」を構成する7つの星のうち5つに見られます。この場合、関係する星々は非常に大きく離れており、両端の2つの星は15度以上離れているため、空での見え方から共通の運動をしているとは想像もつきません。さらに注目すべきは、これらの星々の間に、同じ等級の星がいくつか存在し、それらは同じ運動をせず、別の方向に移動していることです。同じ現象の例は、空の他の場所にも見られます。もちろん、密集した星団の場合、すべての星が空間を並進運動していると想定されており、密集した星群や星雲についても同様のことが言えるでしょう。
星の漂流に関する問題全体は、カプテイン、ダイソン、エディントンによる「星の系統的な運動」の研究の結果、最近新たな局面を迎えた。この研究は、可視宇宙を構成する星全体の運動を支配する一般法則の理解につながることが期待されている。ほぼ確実に固有運動が確認され、空のあらゆる場所に分布する約1100個の星を取り上げると、2つの独立した流れで、異なるほぼ反対方向に動いているように見える二重の漂流が存在することが示された。カプテイン教授によれば、「流れI」と呼ばれるものの運動の頂点は、赤経85°、赤緯南11°に位置し、オリオン座のすぐ南に位置する。一方、「流れII」の頂点は、赤経260°、赤緯南48°に位置し、さそり座の南にある祭壇に位置する。 2つの頂点は、赤経でほぼ180°、赤緯で約120°の差がある。これらの巨大な星の流れが本当に存在するならば、その発見は現代天文学における最も驚くべき発見の一つである。それは、星の動きの理論の基礎となる星の動きの相関関係を提供するが、それらの動きの物理的な原因を明らかにするには程遠いように思われる。天球上に投影すると、2つの反対方向の流れを形成する星は混ざり合って見え、ある星は一方の傾向に従い、別の星は他方の傾向に従う。ダイソン教授が述べたように、この二重の動きの仮説は革命的な性格を持ち、さらなる調査を必要とする。実際、一見すると、吹雪の中で頭上の雪片が2つのグループに分かれ、互いに浸透し合う風に駆り立てられているかのように、ほぼ反対方向に互いの進路を横切っているという観察と同じくらい驚くべきことのように思える。
しかし、星々の動きについて最終的にどのような説明が見出されたとしても、それらの動きの存在を知ることは、天体を思索する観察者にとって常に新たな魅力をもたらすに違いない。なぜなら、それらは星系に、そうでなければ欠けてしまうであろう生命感を与えるからである。すべての星がその場所に不動に固定された停滞した宇宙では、想像力を満たすことも、絶え間ない活動への私たちの憧れを満たすこともできないだろう。天体の進化の荘厳な壮大さ、それらが展開される宇宙空間の想像を絶する広大さ、無数の数、計り知れない距離、複雑な褶曲、群れをなして散らばる様子、互いに浸透し合う行進と反行進、宇宙空間で遠く離れた星々に影響を与え、まるで戦場の伝令兵のように周囲の一般的な動きの中を移動させる奇妙な衝動の共同体――これらすべてが、その背後にある謎によって高められる強い興味を呼び起こすのである。
IV
星座の移り変わり
歴史的、絵画的な観点から言えば、前章で述べた星の動きの最も印象的な結果の一つは、星座の形に及ぼす影響である。星座は、人類が発見した時期が今では不明なほど古くから観察され、賞賛されてきた。星座は、万華鏡の中の図形のように、目立つ星の偶然の組み合わせによって形成される。もし私たちの人生が宇宙の永劫に匹敵するほど長ければ、天の万華鏡が絶えず回転し、星々を新たな対称性へと投げ込んでいることに気づくだろう。たとえ星が静止していたとしても、太陽系の動きによって、風景の要素が旅人の進行とともに溶解し、新たなグループに再結合するように、星座の配置は徐々に変化していく。しかし、星自体が様々な速度で多くの方向に動いているため、変化はより速く起こる。もちろん、ここで「速い」とは相対的な意味で理解されている。宇宙の壮大な流れに慣れ親しんだ目には、人類の歴史の歯車は、まるで回転するダイナモのような速度で回っているように見えるだろう。星座の進化と退化に匹敵する速度を持つのは、地質学的変動の緩慢さだけである。
しかし、星座の形が時代とともに変化していく様は、思索にふける観察者にとって、決して無関心なものではない。それは、地上の出来事がいかに急速に変化していくかを改めて思い起こさせるものだ。私たちがこれらの星座に向けられるのは、ほんの一瞬の視線だけだが、それらは実に不変に見え、古代の思想と想像力の最も永続的な記録として、私たちの手元にある唯一の形として用いられてきた。星座の形を通して、世界がかつて知っていた中で最も美しく、想像力に富んだ、最も優れた神話が永続的に伝えられてきたのだ。しかし、広い意味では、天に刻まれたこの人間の思考の記録は、夏の雲のように儚い。羊皮紙や墓、ピラミッド、神殿よりも永続的ではあるものの、人間の想像や行いの記憶を真に永遠のものにするには、それらには遠く及ばない。
星の動きが星座に及ぼしてきた、そして今後及ぼすであろう影響を研究する前に、歴史の記録としての星の像の重要性をもう少し詳しく考えてみる価値がある。これらの影響の重要性を強調するには、星座が人類最古の伝統を記録していることを思い出すだけで十分である。原始宗教の歴史において、星座は最も貴重な文書である。より古いものに基づいた、より馴染み深いギリシャ神話はひとまず置いておいて、例として、アメリカ大陸の謎めいたマヤ文明の神話を挙げることができる。スタンズベリー・ヘイガー氏によれば、ユカタン半島のイサマルには、メキシコや中央アメリカの都市計画に倣って、ピラミッド型の塚の頂上に建つ遺跡群があり、そこはマヤの古代の神統中心地であった場所を示している。ここにある神殿はすべて、星座を象徴とする信仰に基づいていることは明らかである。もちろん、その図像や名前は、我々がアーリア人の祖先から受け継いだものとは同じではありませんでしたが、星のグループは同じか、ほぼ同じでした。例えば、イサマルで最も高い神殿は、我々が蟹座として知っている星座と結びついており、夏至の太陽の位置を示していました。夏至の時期には、太陽は正午に巨大な火の鳥のように降りてきて、祭壇に供えられた供物を焼き尽くすと信じられていました。我々の蠍座は、マヤ人にとって「死の神」の象徴として知られていました。我々の天秤座、すなわち「天秤」は、常に神による正義の秤量という概念と結びついてきましたが、マヤの星座テオヤオトラトワと同一であるように思われます。この星座には、死者の霊から得た情報によって正義を執行し、未来を予言することを特別な仕事とする神官たちが住む神殿がありました。私たちの天体神話における「狩人」オリオン座は、マヤの人々の間では「戦士」であり、射手座をはじめとする私たちの星座も(もちろん異なる名前で)彼らに知られており、それらはすべて宗教的な象徴性を帯びていました。そして、クスコの神殿に見られるように、同じ意味を持つ同じ星の姿はペルーの人々にも馴染み深いものでした。このように、古代アメリカの人々は星座の中に不変の神々の象徴を求めたのです。
しかし実際には、星座を認識していない国や民族はなく、歴史上のいずれかの時期に、星座を何らかの象徴的または代表的な役割で用いてきた。ギリシャ人が先史時代から扱ってきた星座の神話は、詩のまさに魂となった。この素晴らしい民族の想像力は、主要な星群を非常に効果的に理想化し、それによって星群に結び付けられた人物や伝承は、文明人にとって他のすべてを凌駕し、ギリシャ美術が最高形態において比類なく、あらゆるライバルを凌駕するのと同様である。ローマ人は、歴史の神話時代の英雄やヒロインを空に昇華させることはなく、神格化されたカエサルもその高貴な仲間入りはしなかったが、天はギリシャの初期の神話で満ちている。ヘラクレスは毎晩星空でその偉大な仕事を再開し、ゼウスは白い「牡牛」、おうし座の姿で美しいエウロパを背に乗せて天の波を越える。アンドロメダは星屑の散りばめられたエーテルの中で鎖に繋がれた腕を伸ばし、助けを求めている。そして、輝くダイヤモンドの鎧を身にまとったペルセウスは、星屑のきらめく雲の中で英雄的な行いを再び繰り広げる。そこにはまた、カシオペア女王がまばゆいばかりの椅子に座り、偉大な王ケフェウスは北極の上に巨大にそびえ立っている。ヤング教授は、多くの星座が何らかの形でアルゴナウタイ遠征と結びついていることを重要な指摘として挙げている。アルゴナウタイ遠征とは、人類にとって魅力を失うことのない、最古のギリシャ神話の不思議なほど魅力的な伝説である。こうしたことを踏まえると、星座が私たちの時代、そしてその後の無数の世代の時代を超えて存続することを喜ぶべきだろう。しかし、星座は永遠とは程遠い。それでは、星の動きが星座に及ぼす影響について見ていこう。
まずは、おなじみの「北斗七星」から始めましょう。この天上のひしゃくからインスピレーションを得たことのない者は、まだオリンポスの円環に入ることを許されないと言われています。この星座は、おおぐま座の7つの目立つ星で構成されています。「ひしゃく」の柄の部分は、想像上の「熊」の尻尾に相当し、ひしゃくは熊の脇腹にあります。実際、ひしゃくの形は非常に分かりやすく、熊の形はあまり分かりにくいため、ほとんどの人にとって、おおぐま座で認識できるのは「北斗七星」だけです。前述の7つの星のうち、6つはほぼ同じ明るさで、2等星に相当しますが、7つ目は3等星です。等級が1つ上がるごとに明るさが2.5倍になるため、その差は非常に顕著です。ボウルとハンドルの接合部に位置するかすかな星は、300年前には他の星と同じくらい明るかったことから、長周期変光星であることに疑いの余地はほとんどないと思われる。しかし、それがどうであれ、現在の相対的な暗さは「ひしゃく」の形の完璧さをほとんど妨げない。起こっている変化をより容易に理解するために、7つの星に付けられた名前とギリシャ文字の両方を述べるのが良いだろう。ボウルの縁の上端にある星から始まり、底を一周してハンドルの端まで規則的に進むと、名前と文字は次のようになる。Dubhe (α)、Merak (β)、Phaed (γ)、Megrez (δ)、Alioth (ε)、Mizar (ζ)、Benetnasch (η)。メグレズは、すでに述べたように、椀と取っ手の接合部にあるかすかな星で、取っ手の中央にあるミザールには、肉眼で見えるほど近いアルコルという星があります。アラブ人はこの特異な星のペアを「馬と乗り手」と呼んでいました。メラクとドゥベは、それらを通って北に向かって引かれた想像上の線が北極星を示すことから、「ポインター」と呼ばれています。
図:
「北斗七星」
現在、これらの星のうち、メラク、パエド、メグレズ、アリオス、ミザール(同伴星を含む)の5つは、ほぼ同じ速度で東方向に移動しているのに対し、残りの2つ、ドゥベとベネトナシュは同時に西方向に移動しており、ベネトナシュの動きの方が明らかに速いことがわかっています。これらの反対方向の動きの結果、当然のことながら、「北斗七星」の形は常に存在していたわけではなく、今後も存在し続けることはないでしょう。添付の図では、地球が現在占めている地点から見た、過去と未来におけるこれら7つの星の相対的な位置を示すことが興味深いと考えられました。現在の「北斗七星」の外観を表す図の星に付けられた矢印は、星の移動方向と、約500世紀の期間に星が移動する距離を示しています。確かに時間は長く感じられるが、地球が経ってきた途方もない年月を思い出し、そして、今後一万世紀にわたって地球が活気に満ちた場所であり続ける理由が見当たらないことを考えてみよう。ミザールのすぐ近くにある小さな星アルコルがミザールの軌道に同行することは驚くべきことではないが、このグループの主要な星のうち2つが他の5つの星が進む方向とは正反対の方向に動いていることがわかったのは、非常に驚くべきことである。そしてそれは、前の章で注意を促した、すべての星に影響を与える二重ドリフトの奇妙な理論を思い起こさせる。ベネトナシュとドゥベは1つの「流れ」に属し、メラク、ファエド、メグレズ、アリオス、ミザールはもう1つの「流れ」に属しているようだ。知られている限りでは、7つの星の動きは、その周囲に散らばる小さな星々とは共有されていないが、流れの理論によれば、そのような運動の共同体が存在するはずであり、さらなる調査によってそれが明らかになるかもしれない。
図:
カシオペア
「北斗七星」から、反対側の極から等距離にある、ほとんど劣らず目立つ星座、カシオペヤ座に目を向けましょう。この有名な星団は、美貌を自慢したために娘アンドロメダを「海の怪物」にさらしたエチオピアのロマンチックな女王を記念するもので、開いた面を極に向けて不規則な「W」字を形作る5つの星でよく知られています。これらの星のうち3つは通常2等星、2つは3等星とされていますが、通常の観測ではほぼ同じ明るさに見え、非常に印象的な光景を作り出します。これらの星は、美しい女王の椅子と姿の一部を形作っています。「W」の右端、つまり西端から、ギリシャ文字でベータ(β)、アルファ(α)、ガンマ(γ)、デルタ(δ)、イプシロン(ε)と表記されます。ベータ、アルファ、デルタ、イプシロンの4つの星はそれぞれ異なる速度で東へ移動しており、5つ目のガンマ星は西へ移動している。ベータ星の動きは他のどの星よりも速い。ただし、それほど速く移動していない星の速度の推定には少なからず不確実性が伴い、観測者によって結果が大きく異なる場合が多いことを付け加えておくべきだろう。
星々に見られる最も完璧で魅力的な形のひとつである美しい「北の冠」では、星の動きによる結合と散乱の交互の効果が、500 世紀前の星座の姿と現在の姿、そして将来の姿を比較することによって示されます。驚くほど完璧な冠を形成するこの星群の 7 つの主星は、互いに直角の 3 方向に動いています。このような状況下で、それらが明確な関連性を示すような印象的な位置に到達したことは確かに驚くべきことです。その外観からすると、「冠」の輝く星々を支配する動きの共同体が存在すると予想されますが、そうではなく、それらが必然的に離れ離れになり、美しい形が消滅するという証拠が見つかります。
はくちょう座の「北十字」、うみへび座の「カラス」、イルカ座の「ヨブの棺」、ペガスス座の「大四辺形」、ふたご座の「双子座」、しし座の美しい「鎌」、おうし座のヒアデス星団といった星群にも、同様の運命が待ち受けている。ヒアデス星団の場合、2つの支配的な動きが明らかである。1つは、よく知られた「V」字形を形成する5つの星に影響を与え、北向きである。もう1つは、2つの星の方向を制御し、東向きである。この星群の主星であるアルデバランは、その輝きと色彩の両方において最も美しい星の1つであり、東向きの動きの影響を最も強く受けている。やがてアルデバランは、現在の近隣の星々とは完全に繋がりを失ってしまうだろう。ヒアデス星団は、同じ星座にあるプレアデス星団ほど密集した集団を形成してはいないものの、その関係性は、北斗七星の星々と同じように、その関連性が一時的な、あるいは見かけ上のものに過ぎないという事実に驚きを覚えるほどである。
図:
「北の王冠」
オリオン座の壮大な姿が永続的に見えるのは、星々が物理的に繋がっているからではなく、それらの距離が非常に大きいため、その動きがあまりにもゆっくりで正確に測ることができないからである。最も大きな星であるベテルギウスとリゲルは、これまでのところ、視線に対して目立った動きをしていないが、「ベルト」にはわずかな動きが見られる。現在、これはほぼ完全な直線であり、ほぼ等間隔に並んだ2等星の列で、非常に美しい。しかし、時が経つにつれて、右側の2つの星、ミンタカとアルニラム(アラビア語の星の名前はなんと素晴らしいことか!)は互いに近づき、肉眼で二重に見えるようになるが、3つ目のアルニタは東へ移動していくため、「ベルト」はもはや存在しなくなる。
もう一つの例として、南半球を見てみましょう。南半球で最も有名な星座である「南十字星」は、古代の伝説との関連で注目されることはないものの、現代のあらゆる文学作品に登場しています。この最も魅力的な星群は、南半球の初期の探検家たちによって初めて熱心に記述されて以来、キリスト教世界の想像力を魅了し続けてきましたが、輝かしい星々の束にすぎません。しかし、その姿が変化しても、何百年もの間、そしてこれからも何百年もの間、空で最も印象的な天体であり続けるでしょう。私たちの図は、その姿を3つの連続した段階で示しています。1つ目は、5万年前(地球の現在の位置から見た場合)の姿、2つ目は、現代の姿、そして3つ目は、同じ未来の姿です。これらの明るい星々は互いに非常に近い位置にあり、「十字架」の長い方の光線の長さはわずか6度しかないため、構成要素の配置がどうであれ、この星群は非常に目立つ。十字架の基部にある最大の星は1等星で、他の2つは2等星、4つ目は3等星である。図には示されていない他の星々も、十字架に似ているという印象を強めるものではないものの、天体紋章のような効果を高めている。
図:
「南十字星」
しかし、太陽系自体の運動は、5万年という長い期間を経て、地球から見る天体の見え方に大きな変化をもたらし、私たちを現在の位置から約19兆マイルも移動させることになるのだから、たとえそれほど長く生き延びたとしても、私たちが見ることができないであろう未来の星座の姿をなぜ表現しようとするのか、という疑問が生じるかもしれない。その答えはこうだ。これらのものが、星々の宇宙の運動がもたらす影響を心に思い描くのに役立つからである。変化を何らかの明確な視点から示すことによってのみ、私たちはそれらを正しく理解することができる。星座は誰にとっても多かれ少なかれ馴染み深いものであるため、その形が間もなく変化することは、目と想像力に即座に衝撃を与え、星の動きの意味をより明確にするに違いない。人類の未来の歴史が過去の歴史に似通ったものとなり、人類がさらに100万年生き残る運命にあるならば、遠い未来の子孫たちは「新しい天」、あるいは「新しい地球」を目にすることになり、伝説や神話を後世に伝えるために、新たな星座を創造しなければならないだろう。
恒星間の相対的な距離に関する知識がもっと充実していれば、宇宙の他の恒星の周りを公転する惑星の住人から見えるであろう星座を投影することは、天体幾何学における興味深い試みとなるだろう。私たちの太陽はあまりにも取るに足らない存在であるため、ごく一部の例外を除いて、それらの星座の中で目立つ存在になるとは考えにくい。例えば、最も近い既知の恒星であるアルファ・ケンタウリから見ると、太陽は平均的な1等星に見えるだろう。したがって、その観点からすれば、太陽はシリウスやアークトゥルス、ベガといった、より優れた輝きで太陽を覆い隠すような星を持たない、小さな星座の宝石のような存在になるかもしれない。しかし、大多数の恒星から見ると、太陽は肉眼では見えないだろうし、より近い恒星系から見ても、せいぜい5等星か6等星程度にしかならず、星図を作成する天文学者以外には気づかれず、知られていないだろう。
V
天上の大火災
もし世界が火に包まれて燃え尽きることが可能だったとしたら――一部の悲観論者が、神の怒りが十分に蓄積された時にそうなると考えているように――、私たちの小さな宇宙の片隅にいる誰も、その大惨事に気づくことはないだろう!アークトゥルスの黄金の光の中やカノープスのダイヤモンドのような輝きの中に住む天文学者たちは、あらゆる望遠鏡を使っても、アダムとその子孫の住処を破壊した大火災の微かな光さえも感知できないだろう。ちょうど今、彼らがその存在を全く知らないのと同じように。
しかし、記録に残る歴史の中で、少なくとも15回、地球から宇宙の遥か彼方で、燃え盛る光の巨大な爆発が目撃されてきた。その中には、太陽を除けば天空の何物よりも輝かしいものもあった!もしそれらが大火災だったとしたら、その炎を燃え上がらせるには、私たちの惑星のような世界が何百万個も必要だったのだろうか?
これらの不思議な現象は「一時的な」あるいは「新しい」星と呼ばれていますが、実際には大火災である可能性が高いでしょう。それは焚き火や燃え盛る家や都市という意味ではなく、太陽の表面が剥がれ落ちたり、最速の大砲の100倍の速度で宇宙空間を飛んでいる2つの巨大な球体が衝突したりしたときに起こるような、想像を絶する熱と光の突然の噴出という意味です。
一時的な星は、天文現象の中でも最も稀で、最も予測不可能なものです。それらに関する最古の記録はあまり明確ではなく、無知で迷信深い古い年代記編纂者たちが記述しようとしているのが、必ずしもこうした現象の一つであると断定することはできません。私たちが確実に知っている最初の一時的な星は1572年に現れ、「ティコの星」として知られています。これは、有名なデンマークの天文学者ティコ・ブラーエ(決闘で必要となった金銀の人工鼻をそのまま残した遺体は、1901年に掘り起こされ、再び埋葬されました)が、この星を最初に空で観測し、その研究において最も熱心で成功を収めた人物だったからです。この種の星として初めて正式に認められたこの新しい星は、華々しく登場しました。こうした現象の特徴は、驚くほど突然、そしてもちろん全く予期せぬ形で現れることです。ティコの星は、1572年11月11日の夕方、カシオペヤ座の、今ではよく知られ、多くの人が観測しているカッパ星の近くに現れた。その話は何度も語られてきたが、ティコが帰宅途中、街の人々が頭上の空を指さして見つめているのを見て、彼らの手と目の方向を追っていくと、天頂近くに、並外れた輝きを放つ未知の星があることに驚いたという話は、いつまでも人々の興味をそそる。それは木星よりも明るく、したがって一等星よりもはるかに明るかった。天には、その輝きに匹敵する星は他に存在しなかった。ティコは、当時の迷信から完全に自由であったわけではないが(そもそも誰がそうだろうか?)、真の科学的本能を持ち合わせており、すぐにその未知の星の研究を始め、その外観の変化を細心の注意を払って記録し始めた。まず彼は、当時の不完全な観測機器(その多くは彼自身が発明したものだった)を用いて、空におけるその現象の正確な位置をできる限り正確に特定した。次に、彼はその変化を追跡した。最初は明るさを増し、金星が最も明るく輝く時の光度に匹敵するか、あるいはそれを超えるほどになった。夕暮れの空に弧を描いて輝く「宵の明星」としての金星のまばゆいばかりの輝きを見たことがある人なら、この言葉の重みを十分に理解できるだろう。周極星であるため、北ヨーロッパの緯度では決して沈むことがなく、昼間でも見えるほど明るくなった。やがて、赤みを帯びながら徐々に暗くなり始め、1574年3月、ティコの探査の目から姿を消し、それ以来今日まで二度と観測されていない。当時の天文学者たちは誰もその現象を解明できなかった。彼らは、今日私たちが持っているような多くの推測の根拠をまだ持ち合わせていなかったのだ。
図:
ティコ・ブラーエの星(1572年)とペルセウス座新星(1901年)の位置を示す図
ティコ星は、東の砂漠をさまよう東方の賢者たちをパレスチナの救世主のゆりかごへと導いたとされる「ベツレヘムの星」と空想的に同一視されることで、ロマンチックな評判を得てきた。この伝統的な「星」を既知の天体現象と結びつけようとする試みは数多くなされてきたが、これほど無益なものはないと思われる。それでもこの説は根強く残り、伝説に想像力を掻き立てられた人々から、この星について熱心に質問される天文学者は少なくない。東方の賢者の現象とティコ星の関連性という仮説には、科学的な根拠が全くないことを述べるだけで十分だろう。もともとは、ティコ星が315年ごとに現れる長周期変光星であるという根拠のない仮定に基づいていた。もしそれが真実であれば、キリストの誕生とされる伝統的な日付のどこかで出現したはずだが、その日付自体も不確かである。しかし、この仮定の根拠となったデータでさえ、この理論と矛盾している。修道士たちの記録の中には、1264年と945年に空に何か不思議なものが現れたという記述があり、これらはティコの星の爆発現象だと考えられていました。調査の結果、これらの記録は彗星を指している可能性が高いことが分かりましたが、たとえ観測された天体が一時的な星であったとしても、その日付は仮説に合致しません。945年から1264年までは319年の空白があり、1264年から1572年まではわずか308年しかありません。さらに、ティコが彼の星の最後の輝きを見てから現在(1909年)までに337年が経過しています。このように不規則で不確かな変動性については、たとえそれが確かに存在したと確信できたとしても、2000年前に起こった現象について結論を出すことはできません。
1600年(ジョルダーノ・ブルーノが物理世界は一つではないと説いたために火刑に処された年)に、白鳥座に一時的に3等星が現れました。そして、このような現象は稀であることを考えると不思議なことに、わずか4年後、へびつかい座に驚くほど明るい別の星が現れました。これは、偉大なドイツの天文学者ケプラーが、ティコ・ブラーエが以前の現象に注いだのと同じ注意をこの星に注いだことから、「ケプラーの星」と呼ばれることがよくあります。この星も、ティコの星と同様に、最初は星空で最も明るい天体でしたが、その輝きにおいて有名な先駆者と完全に肩を並べることはなかったようです。この星は1年後に消え、暗くなるにつれて赤みを帯びていきました。このことの意義については、後ほど詳しく見ていきましょう。ケプラーと同時代の科学者の中には、この星の爆発は宇宙空間における原子の衝突によるものだと示唆した者もおり、その考えは現代の「天体衝突説」と驚くほどよく似ている。
1670年、1848年、1860年に一時的な星が現れたが、いずれもそれほど明るくはなかった。1866年に「北の冠」に2等星が出現し、大きな関心を集めた。当時、分光器が星の組成の研究に用いられ始めており、ハギンズはこの新しい星が主に白熱した水素で構成されていることを証明した。しかし、この星は、前述の他の星とは異なり、全く新しい星ではなかった。爆発する前は9等星(もちろん肉眼では全く見えない)として現れ、約6週間後には元の状態に戻り、それ以来ずっとその状態を保っている。1876年には、はくちょう座に一時的な星が現れ、一時2等星の明るさに達した。そのスペクトルと挙動は、直前の星のものと似ていた。 1885年、天文学者たちは、巨大なアンドロメダ星雲のぼんやりとした雲の中に、6等級の星がかすかに輝いているのを見て驚いた。その星はすぐに完全に消えてしまった。そのスペクトルは、星雲そのもののように「連続的」であるという点で注目に値する。連続スペクトルは、固体または液体、あるいは高圧下のガスで構成された物体または質量を表すと考えられている。1892年1月、ぎょしゃ座に新しい星が突然現れた。その星は4等級より大きく昇ることはなかったが、水素の明るい線と暗い線の両方を含む特異なスペクトルを示した。
しかし、驚くべき出来事が待ち受けていた。20世紀の幕開けに、世界はティコ・ブラーエやケプラーの時代以来見られなかったような天体現象を目撃することになったのだ。1901年2月22日の夜明け前、エジンバラのアマチュア天文学者で、ぎょしゃ座の新星を最初に発見したアンダーソン博士は、有名な変光星アルゴルからほど近いペルセウス座に奇妙な天体を発見した。彼はすぐにその特徴を認識し、電報で知らせた。この知らせは世界中の天文学者の驚きの注目を集めた。新星は最初に観測された時はアルゴルよりも明るくなく(2等星以下)、24時間以内には輝きを増し、明るいカペラさえも凌駕し、1等星をはるかに上回る明るさになった。新星が現れた空のその場所では、前夜には何も見えなかった。これは確実な事実である。なぜなら、2月21日にまさにその地域で撮影された写真があり、その写真には12等級までのあらゆるものが写っていたが、21日から22日の間にロケットの爆発のように突如出現した謎の物体の痕跡は一切写っていなかったからだ。
星に詳しい者にとって、この異星が馴染み深い星座に現れたことは、突然の侵略に等しい衝撃だった。この新星は夕方の早い時間帯には天頂からそれほど遠くない西に位置しており、その位置で最もよく見えた。これまでその領域の絶対的な支配者であったカペラが、この異質な外見を持つ見知らぬ星(この「新星」には常にどこか見慣れない雰囲気があった)と比べて劣っているように見えるのは、実に当惑させられる光景だった。それは天界における革命の始まりを予兆しているように思われた。ティコ・ブラーエの時代のような迷信深い時代に、このような星の出現がどのような影響を与えたかは容易に想像できる。ティコ・ブラーエの星は天の川の北端に現れたが、この星は南端、つまりそこから東に約45度離れた場所に現れたのである。
天文学者たちは今回、新星の科学的研究に万全の準備を整えていた。天体写真と分光法はどちらも完成しており、彼らの調査結果は、この現象に対する人々の驚きをさらに高めるものと予想された。星は最も明るい状態を数日間保っただけで、その後、まるで大火事のように衰え始め、消えゆく炎の反射のように、衰えるにつれて燃えさしの赤みを帯び始めた。しかし、その変化は断続的で、約3日に1回は明るく輝いたかと思うと、またすぐに消えていった。これらの変動の間、その光度は1対6の比率で交互に変化した。最終的に、恒常的に下降し始め、数か月後には肉眼では見えなくなったが、望遠鏡では見え続け、徐々に暗くなっていき、最終的には9等級まで暗くなった。そして、さらに驚くべき変化が起こりました。8月にヤーキス天文台とハイデルベルクで撮影された写真には、「新星」が渦巻星雲に囲まれている様子が写っていたのです!この星雲はそれまで存在しておらず、新星の爆発を引き起こしたのと同じ大惨事の段階を表していることは疑いようもありませんでした。ある時点では、星はまるでその物質すべてが星雲の中に膨張したかのように、事実上消滅したように見えましたが、常に恒星核が残っており、その周囲に霧状の渦が、まるで擾乱の中心の周りを波が広がるように、ますます広がっていきました。星雲もまた明るさの変動を示し、その中に形成された4つの凝縮体は、星の周りを公転しているように見えました。時が経つにつれて、星雲は毎秒2万マイル以上の速度で膨張し続けました!そして今、星自体が星雲へと変化した兆候を示し、極めて不安定な振る舞いを見せ、再び爆発するのではないかという疑念を生じさせた。しかし、それは起こらず、やがて星は活動を停止し、現在に至るまで回復していない。しかし、星雲状の渦巻きは消滅し、現在(1909年)の現象全体は、9等級以下のかすかな星雲状の星で構成されている。
先に述べた驚くべき変化は、星を取り巻く星雲状の渦が発見される以前から、その星の分光観測によって予測されていた。当初は星雲状構造の兆候は全く見られなかったが、1、2か月以内に星雲特有のスペクトル線が現れ始め、6か月も経たないうちにスペクトル全体が星雲型へと変化した。その間、スペクトル線のシフトは、複数の方向への同時進行する高速運動の複雑な様相を示していた。これらの運動速度は、毎秒100マイルから500マイルと推定された。
人間の心は、確固たる結論に必要なデータがなくても、このような驚くべき現象の説明を求めざるを得ないような構造になっている。おそらく最も自然な仮説は衝突だろう。そのような大惨事は確かに起こりうる。例えば、無限の時間の中で地球は必ず彗星に衝突されることが示されている。同様に、時間制限が定められていない限り、太陽は宇宙空間の何らかの障害物、つまり別の恒星、高密度の流星群、あるいは我々の周りに豊富に存在すると考えられる暗黒天体のいずれかに必ず衝突すると断言できる。衝突する天体の質量と速度が分かっていれば、そのような衝突の結果は容易に予測できる。前の章では太陽と恒星の運動について議論し、それらの運動が非常に速いため、2つの天体が遭遇すれば必ず大惨事になることを見てきた。しかし、これだけではない。 2つの恒星が数百万マイル以内に近づくと、互いの引力によって速度が著しく増加し、中心に対して放射状に運動する場合、衝突して両方とも星雲状の雲に変わってしまうだろう。確かに、このような「正面衝突」の可能性は比較的非常に低い。接近する2つの恒星は、共通の重心の周りを周回する閉じた軌道に入る可能性が最も高い。衝突が起こるとしても、正面衝突ではなく、かすめるような衝突になる可能性が高い。しかし、実際の衝突がなくても、接近するだけでも、それぞれの天体が互いに及ぼす潮汐力の影響により、おそらく破滅的な結果となるだろう。太陽は、その巨大な質量と大きさ、そしてその構造の特殊性から、接近すると互いに非常に危険である。接近は、太陽に相互破壊的な傾向を呼び起こす。ガス状、あるいは場合によっては液体状の物質で構成されているこれらの恒星は、互いに潮汐力で引き合い、接近すると破裂する可能性があり、光球の外層が破壊されると内部の白熱した物質が噴出し、近くを公転する惑星に燃え尽きるでしょう。地球の軌道に生じる影響はさておき、巨大な恒星が太陽に接近することは、私たちにとって極めて危険です。しかし、これは本来、限りなく遠い危険と考えることができます。なぜなら、現在の宇宙空間では、太陽以外のすべての恒星から確実に遠く離れており、近くに巨大な目に見えない天体は存在しないと確信できるからです。もしそのような天体があれば、その引力の影響でその存在に気づくはずです。太陽系が年間3億7500万マイルの速度で移動している軌道上に存在する可能性のある暗黒星雲については、また別の問題です。そして、それらもまた危険な可能性があります。
図:
星雲の環を持つペルセイ新星
これは私たちを「ペルセウス座新星」に直接引き戻す。なぜなら、その爆発現象や他の一時的な星の爆発現象を説明するために提案された多くの説の中で、最も実り多いものの1つは、星と巨大な目に見えない星雲との衝突説だからである。ミュンヘンのゼーリガー教授が最初にこの理論を提唱したが、その後、他の人々によっていくつかの修正が加えられた。一般的に言えば、巨大な暗黒天体、おそらく消滅した太陽が、宇宙空間を移動中に、暗黒星雲を形成する広範囲にわたる小さな流星群に遭遇したという考え方である。その天体が流星群に突入すると、無数の流星との衝突による摩擦で表面が白熱し、巨大なサイズのため、新しい星として私たちに見えるようになった。一方、天体が星雲の中を移動し、自転することで、蒸発した流星によって周囲に形成された燃え盛る大気に回転運動が生じた。そしてこの大気がさらに広がると、回転運動の法則により、渦の中心部分の外側にある燃え盛る流星雲の中で反対方向への回転が始まった。こうしてスペクトル線は反対方向に動くようになり、白熱した塊の一部が地球に近づくと同時に、別の部分が後退した。こうして、先に述べた奇妙な分光学的観測が説明された。この理論は、最初の爆発から約 6 か月後に初めて観測された星雲状の渦巻きの出現も説明できるかもしれない。この理論は、「新星」のスペクトルのその後の変化を、侵入する天体が最初は比較的薄い蒸発した大気に包まれ、その吸収によって最初に観測された細い暗線が生じるという、それ自体は十分に妥当な仮定に基づいて説明している。しかし、時間が経ち、絶え間ない衝突が続くにつれて、燃え盛る大気は非常に深く広範囲に及ぶようになり、その結果、スペクトル線の見え方が変化し、遠く離れた核の周囲にある白熱した流星の光による明るい線が、元の暗い線に取って代わるだろう。いったん形成された流星の渦は、内部の飛翔体をさらなる衝突から守り、衝突は主に流星同士の間で起こるようになり、その後、中心部の炎は消え、現象の本来の壮麗さは薄れていく。
しかし、ノヴァ・ペルセイに関する理論は、それについて推測した天文学者の数と同じくらい数多く存在します。その中でも最も驚くべきものの一つは、惑星に囲まれた別の恒星に遭遇した暗黒星が暴走したことが原因で爆発が起こり、主爆発が消えた後に再び光が噴出したのは、不幸な惑星が次々と崩壊したためだというものでした。また別の仮説は、接近する2つの太陽が互いに及ぼす潮汐の影響について既に述べたことに基づいています。被覆されているものの、内部は白熱して流動的な2つの天体が衝突寸前まで接近すると仮定すると、それらは共通の重心の周りで互いに回転し、同時に潮汐力によって外殻が破裂し、輝く核が露出して大爆発を起こすでしょう。この理論を、1866年に「北冠星団」で発生した新星のように、爆発前は小さな星として見え、その後元の姿に戻った「新星」に適用すると、まだ輝いている太陽に暗黒天体が接近し、その引力によって一時的に光球が破裂したと仮定する必要があるだろう。この場合、暗黒天体は冷却が進みすぎていて、犠牲者の潮汐力によって同じ運命をたどることはなかったと考えられるかもしれない。しかし、そのような接近は、おそらく大きな離心率を持つ連星系の形成をもたらし、一定期間が経過すると、2つの天体が再び接近することで爆発が再開されるはずである。そのような一時的な星は、むしろ変光星に分類されるだろう。
著名なフランスの天文学者ヤンセンは、ペルセウス新星や一時的な恒星全般について異なる理論を持っていた。彼の考えによれば、そのような現象は、他の天体との干渉や衝突なしに太陽内部で起こる化学変化の結果である可能性がある。ヤンセンは長年、太陽に酸素が存在する証拠を見つけようと試み、その研究を行うためにモンブランの山頂に天文台を建設した。太陽球の構成には他の多くの馴染みのある元素が含まれていることから、太陽には酸素が必ず存在するはずだと彼は信じていたが、その存在の満足のいく証拠を見つけることができなかったため、地球上では知られていない形で存在していると仮定した。もしそれが通常太陽の彩層、つまりコロナ大気にあるならば、そこにあることがわかっている水素と結合して、水蒸気の遮蔽層を形成するだろうと彼は述べた。したがって、それは水素と結合していない特別な状態で存在している。しかし、太陽の温度が臨界点まで低下すると、酸素は通常の性質を取り戻し、水素と結合して強烈な光と熱の爆発を引き起こす。ヤンセンは、これが一時的な星の現象を説明できるかもしれないと考えた。また、元素の結合が速やかに完了し、生成された水蒸気が大気を形成して星内部からの放射を遮断するため、これらの星の寿命が短いことも説明できるだろうと彼は示唆した。
この理論は、他のいくつかの理論よりも人間の関心を強く引くと言えるかもしれない。なぜなら、この理論によれば、太陽はその構造自体に人類への脅威を内包している可能性があるからだ。太陽が突然、酸素と水素の爆発的な結合のための巨大な実験室に変貌するなどとは、誰も考えたくないだろう。しかし、ヤンセンの理論は一時的な恒星には当てはまるかもしれないが、ペルセウス座新星のすべての現象、特に恒星の中心から噴出しているように見える巨大な渦巻星雲の出現を説明するには不十分である。総じて、恒星と暗黒星雲の遭遇理論が観測結果に最もよく合致しているように思われる。この仮説によれば、大火の中心を取り囲む膨張する光の波が非常によく説明され、分光学的特異性も説明される。
グスタフ・ル・ボン博士は、一時的な星は原子爆発 の結果であるという、さらに衝撃的な説を提唱していますが、これについては第14章でより詳しく触れることにします。
この議論の中で、私たちは二度、一時的な恒星がその生涯の後半段階で必ず経験する色の変化に注目しました。これは、ペルセウス新星で顕著でした。新星は衰退するにつれてますます赤く輝き、やがて星雲の光が恒星核の光を圧倒し始めました。これほどまでに大火が消えゆく様子を暗示するものはないでしょう。さらに、白色から赤色への色の変化は、くじら座の「ミラ」のような長周期変光星すべてに共通する特徴です。また、アンタレスやベテルギウスのように進化の後半段階にあり、したがって消滅に近づいていると考えられている恒星にも共通する特徴であり、さらに注目すべきは、「望遠鏡の視野の中でルビーのように輝く」特定の小さな恒星です。これらの恒星は、自発光体としての存在の終焉期にある太陽であると考えられます。シリウスやリゲルといった白い星と、アルデバランやヘルクレス座α星といった赤い星の間には、黄金色からオレンジ色、そして深紅へと続く、段階的な色の変化が見られます。この変化は、恒星が冷えるにつれて、恒星大気中の吸収性蒸気が増加することによるものと考えられています。通常の恒星の場合、こうした変化には数百万年もの歳月がかかり、これは太陽の平均寿命に相当します。しかし、一時的な恒星はわずか数ヶ月で同様の変化を遂げます。まるで、朝に生まれ、太陽が沈むとともに滅びる運命にある、はかない昆虫のようです。
VI.
爆発的かつ渦巻く星雲
天体写真の最も驚くべき成果の一つは、1899年にキーラー教授が、星雲の大部分が明らかに螺旋状であることを発見したことである。この形状は、以前はロス卿の有名な「渦巻星雲」で知られており、例外的なものと考えられていた。しかし、星雲の形状を明らかにする上で望遠鏡による観測をはるかに凌駕する写真によって、螺旋が典型的な形状であることが明らかになった。実際、すべての星雲が何らかの形で螺旋状ではないかという疑問さえある。この発見の極めて重要な意義は、それがこれまで主流であった太陽と惑星の進化に関する見解に与えた影響に表れている。75年以上にわたり、太陽を取り巻く回転収縮する星雲から太陽系が誕生したというラプラスの有名な仮説は、この主題に関する推測を導き、暫定的に一般的なシステムの進化にも適用されてきた。望遠鏡によって明らかになったいくつかの星雲の見かけ上の形状は、この理論を支持する視覚的な証拠であると見なされており、現在でもそう考える人もいる。こと座には中心星を持つ「環状星雲」があり、ふたご座には土星の環によく似た「惑星状星雲」がある。これらはどちらもラプラスの考えを具体的に実現したものと思われ、アンドロメダ星雲の中心凝縮部を取り囲む楕円形の環も、同様の証拠として挙げられる。
図:
ロス卿の星雲
しかし、キーラーの発見以来、憶測は明らかに別の方向へと転換した。渦巻星雲の形状は、もともと球状または円盤状の星雲が太陽の周囲に凝縮し、環を放出または残し、それが後に惑星へと形作られるという理論とは全く矛盾しているように思われる。実際、一部の天文学者はラプラスの仮説を 全面的に否定し、私たちの太陽系さえも渦巻星雲から始まったと考えることを好む。渦巻型は現存する星雲の中で優勢であるため、星や惑星系がそこからどのように発達するかについての力学的理論は、その形状が課す要件に適合させなければならない。キーラー教授の写真が明らかにする渦巻の驚くべき多様性を一瞥するだけで、それらを基に一般理論を構築することの難しさが理解できるだろう。実際、ラプラスの仮説を批判する方が、それに代わる満足のいく仮説を考案するよりもはるかに容易である。渦巻星雲がそれに反しているように見える一方で、それを支持するように見える他の星雲も存在し、宇宙における恒星進化のあらゆる形態を一つの固定された理論で説明できるものはないのかもしれない。私たちの惑星系は、偉大なフランスの数学者が想定した通りの起源を持つかもしれないが、他の惑星系は異なる発展過程を経た、あるいは現在も経ている。重要な新発見とそれに基づく理論や推測を、知識を革新し、それまでのすべてを覆すものとみなす傾向は常に強すぎる。「ラプラスはただ推測しただけだ」という主張のもと、より最近の推測は極端に推し進められ、軽率な支持者によって「ついに確固たる事実が明らかになった」と扱われてきた。
図:
三角形の素晴らしい螺旋
ラプラスの理論よりも新しい理論を検討する前に、写真による発見の性質を見てみましょう。ロス卿が「猟犬座」で発見した巨大な天体の渦は、渦巻星雲の代表的な例と言えるでしょう。ただし、この種の天体の中には、それほど目立たないものもあり、そちらの方が渦巻星雲の特異性をよりよく示しているかもしれません。ロス卿の星雲は、パーソンズタウンの巨大反射望遠鏡を使って描いたスケッチよりも、写真でははるかに素晴らしく見えます。写真乾板には、望遠鏡では捉えられない詳細が記録されているからです。常識のある人が、どんなに大きくて奇妙な自然現象を見るように、この天体の写真を見てみましょう。まず最初に頭に浮かぶのは何でしょうか?それは間違いなく、激しい渦巻き運動のように見えることでしょう。光り輝く塊全体がものすごい速度で回転したか、あるいは非常に速く回転したために「遠心力」の犠牲となり、巨大な破片が分離して宇宙空間に飛び出した、と言う人もいるだろう。詳しく調べてみると、主焦点の他に、塊全体にさまざまな小さな凝縮物が散らばっていることがわかる。これらは渦巻きの中で目立つ。それらのいくつかは星点であり、その位置の重要性がなければ、たまたま私たちと星雲の間の直線上にある星だと考えるかもしれない。しかし、それらの多くが渦巻きの曲線に非常に忠実に沿っていることを観察すると、それらがこの現象の本質的な部分を形成していると結論付けざるを得ない。そのような状況でのそれらの存在が単なる偶然であると考えることはできない。外側の渦巻きの1つには、少なくとも12個の星のような点が連なっている。それらのいくつかは鋭く小さくはっきりとしており、その他はよりぼやけて星雲状になっており、凝縮のさまざまな段階を示唆している。主塊から分離したように見える部分でさえ、中心部の凝縮部に加えて、それに付随する半ば消えかけた尖塔の中に少なくとも1つの星点が輝いている。渦巻きの周りに散らばる遠方の星々のいくつかは、まるで巨大な渦から飛び出し、その後、紛れもない太陽へと凝縮したかのようだ。光り輝く渦の周辺部を少し超えたところには、少なくとも2列の微小な星々が湾曲しており、それらは明らかに星雲状の渦巻きと同心円状の線に沿っている。これらの事実は、じっくりと考える者にとってはただただ驚愕に値する。なぜなら、これらは太陽であり、たとえ小さな太陽であっても、太陽の誕生としてはなんと壮大なものだろう。
さあ、輝く渦巻きをもう一度見てみましょう。中心の塊から離れるやいなや、渦巻きは凝集し始めているのがわかります。場所によっては「ロープ状」に見えたり、成長する種が詰まったエンドウ豆のようで、やがて星になるのでしょう。巨大な焦点自体も、特にその周囲で同様の傾向を示しています。そこから伝わる途方もない破壊力が働いているという感覚は圧倒的です。おそらく、この渦巻いて爆発する星雲には、100個の太陽系を作るのに十分な量の物質が含まれているでしょう!ここでラプラス仮説の裏付けがないことはすぐに認めなければなりませんが、事実に合う仮説は何でしょうか?そうであると主張されている仮説が一つありますが、それについては後ほど触れることにしましょう。それまでの間、準備として、まるでそれを拒絶したかのように、主の傍らで回転する第二の渦巻き塊の姿を記憶に留めておいてください。
図:
おおぐま座の螺旋
渦巻星雲の2番目の例として、さんかく座の星雲を見てみましょう。神よ、ちっぽけな人間の想像力は、どうしてあなたを理解できなかったのでしょう!ここに、破壊による創造が猛烈な勢いで起こっています!星雲の渦巻きの形は紛れもないものですが、竜巻のような激しさで四方八方に投げ飛ばされる飛び散る塊の混乱の中で、半分は消え去っています。焦点自体が耐え難い張力の下で分裂しており、宇宙で時間として数えられると、まもなく星々へと回転し始めるでしょう。そして、嵐の外縁を渦巻く、すでに終わった星々のサイクロンのような雨を見てください。それらの星々の何十もの星が、まだ星雲の渦巻きの消えゆく流れに巻き込まれている様子を観察してください。それらが巨大なループや曲線に投げ込まれ、その線の中に閉じ込められた光景の恐怖を半分ほど和らげるほどの美しさを放っている様子を見てください。まるでハリケーンの縁に漂う虹色の巻雲のようです。そして、こうして太陽は再び生まれるのです!
さあ、おおぐま座の優美な螺旋に目を向けてみましょう。その姿は、他の螺旋とは全く異なっています。さんかく座の恐ろしい螺旋が、その猛威の中でほとんど自滅してしまったとすれば、こちらはまさに自滅を始めたばかりと言えるでしょう。じっと見つめていると、破滅の前兆となる滑らかで速い、加速する動きがそこに見えてきます。中心部はまだ無傷で、密度が高く、均一な質感を保っています。楕円形の縁から滑らかに立ち上がり、小さな星々を散りばめながら暗闇へと螺旋を描き、まるで蜘蛛の糸のように繊細になっていく螺旋は、なんと優美なことでしょう。しかし、根底にある物語は同じです。回転による創造です。
上記と比べると、くじら座の奇妙な天体を見てみよう。ここでは、渦巻く星雲の面がほぼ視線と重なっており、低い角度から観測している。それはかなり遠くまで伸びていて、粉々に引き裂かれている。もしその面に対して垂直に見ることができれば、さんかく座の光景とよく似ていることは明らかだ。
次に、有名なアンドロメダ星雲(巻頭図参照)を見てみましょう。その広大さゆえに、途方もない距離にもかかわらず、肉眼でも空に浮かぶ謎めいたかすみとして認識できます。感光板に写し出されたその像は、天体写真の傑作であり、荒々しくも理解しがたい美しさにおいて、これに匹敵するものはありません。もしどこかで天体創造の最も初期の段階を目にすることができるとすれば、まさにここでしょう。アンドロメダ星雲は、さんかく座の星雲ほど恒星への変容が進んでいないようです。星雲とその周辺に散在する無数の星々は、大部分が星雲の手前にあり、したがって星雲とは何の関係もないように見えます。しかし、星雲の環には、誕生したばかりの星(場所によっては星団)が見られ、また、1つか2つの巨大な星塊は、並外れた大きさの恒星へと変容する可能性を秘めているようです。私が「環状」と呼ぶのは、アンドロメダ星雲を取り囲む環状構造を、ラプラスの仮説を完全に否定しようとする人々が螺旋と呼んでいるものの、ロード・ロス星雲の紛れもない螺旋と比較すれば分かるように、明らかに螺旋ではないからです。それらは、平面に対して例えば15度か20度の角度から見た円や楕円によく似ています。もし本当に楕円形だとすれば、その大きさが途方もなく大きいことを除けば、ラプラスの考えとかなりよく一致します。そして、もしアンドロメダ星雲が太陽系になるとすれば、その壮大さは比較にならないほど私たちの太陽系を凌駕するでしょう。
図:
くじら座の星雲
渦巻星雲には、アンドロメダ星雲の明るさゆえに特に顕著な、起源に関する疑問をさらに複雑にする一つの状況があります。それは、渦巻星雲はすべて連続スペクトルを示し、これは先に述べたように、光が発せられる物質が固体か液体か、あるいは高圧下のガスであることを示しています。したがって、星雲は2つのクラスに分類されます。連続スペクトルを示す「白色」星雲と、スペクトルが明らかにガス状である「緑色」星雲です。アンドロメダ星雲は前者の代表的な例であり、オリオン星雲は後者の代表的な例です。アンドロメダ星雲のスペクトルは、それが明るいガスではなく、肉眼では天の川を構成する星々を区別できないほど遠く離れた星の群れで構成されていることを意味すると解釈されています。そして、このことから、アンドロメダ銀河に見られるのは、中心にある驚くほど豊かな星塊を楕円形のガーランド状に取り囲む星々からなる外宇宙であるという説が提唱されてきた。しかし、この考えは、先に述べたように、すべての渦巻星雲が同じ種類のスペクトルを持っているという理由だけでも受け入れられない。おそらく、それらすべてを外宇宙とみなす人はいないだろう。後述するように、渦巻星雲のスペクトルの特異性は、ラプラスの仮説に代わる現代的な仮説を支持する根拠として用いられている。
最後に、渦巻星雲の多様性を網羅したわけではないので、もう一つの代表的な星雲であるオリオン星雲について見ていきましょう。ある意味では、オリオン星雲は他の星雲よりもさらに素晴らしいと言えるでしょう。望遠鏡で描かれた初期のスケッチでは、その荘厳さや複雑な構造を十分に伝えることができませんでした。オリオン星雲は星雲状の領域に存在しており、写真を見ると、星座のほぼ全体がかすかに光る渦巻きで覆われていることがわかります。小さな望遠鏡であっても、この巨大な星雲が視野に入ってくるのを見るのは、いつ見ても新鮮な驚きに満ちた体験です。写真が示すように、オリオン星雲は、渦巻き状の帯、放射状の筋、密度の高い塊、そして暗くぽっかりと開いた隙間が、一見無秩序に混ざり合った、驚くほど広大な不可解な混沌です。ある場所では、4つの目立つ小さな星が、暗く開いた空間の真ん中に印象的に配置されている。これらの星は、露出過多によるぼやけのため写真よりも望遠鏡でよく見える。そして、これらの星が周囲の星雲の物質から形成されたものであることに疑いを持った観測者はいない。その広がりには、明らかに同じ起源を持つ他の多くの星が散らばっている。しかし、この星雲の全体的な外観を、これまで研究してきた他の星雲と比較してみると、その違いに気づくだろう。紛れもなく渦巻状の星雲が、周囲から火花が飛び散る破裂したフライホイールや砥石に似ているとすれば、オリオン星雲はむしろ、砲弾の爆発によって生じた煙と破片の雲を連想させる。この考えは、星雲の明るい半分から最も遠い外側の部分の外観によってさらに強まる。そこでは、暗い空間を背後に持つ鋭い縁の雲が、中心から吹く風に押されて波打っているように見える。
図:
オリオン星雲
次に、これらの謎を解明しようとする科学的推測がどのような役割を果たしてきたかを考えてみましょう。ラプラスの仮説は、オリオン星雲や渦巻星雲のいずれにも当てはまりません。アンドロメダ大星雲や「環状」星雲、「惑星状」星雲との位置関係はどうであれ、この仮説は妥当性がありません。外観により合致する別の仮説を見つける必要があります。提案された多くの仮説の中で最も精緻なものは、チェンバリン教授とモールトン教授の「微惑星仮説」です。注目すべきは、この仮説は渦巻星雲に特化して適用され、オリオンの広大な光り輝く雲のような一見混沌としたガスの塊には適用されないということです。この理論の要点は、これらの奇妙な天体はおそらく2つの独立した太陽が互いに接近した結果であり、一時的な星を扱っていたときにこの主題について述べられたことを思い出させるということです。この理論は、これらの脈動する太陽の過去の歴史については何も説明していません。それらは単に、いわば有効な潮汐発生距離内に到達することになっており、そこからドラマが始まる。このようなアプローチによって起こりうる結果のいくつかは第5章で指摘したが、ここではそれらをもう少し詳しく見ていこう。
潮汐は常にペアで起こります。地球の片側に潮汐があれば、反対側にも対応する潮汐があります。その原因は、重力が距離の二乗に反比例するという法則にあります。物体が他の物体から受ける引力は、物体の中心よりも、そして反対側の表面よりも、最も近い表面で大きくなります。2つの大きな球体が互いに引き合うと、それぞれが相手を楕円形に引き伸ばそうとします。これに抵抗するには鋼鉄よりも硬くなければなりませんが、それでも完全に抵抗することはできません。液体または気体であれば、歪みの力に容易に屈服し、その大きさは距離に依存します。距離が近いほど、潮汐による歪みは大きくなるからです。外側が覆われていて、内側が液体または気体であれば、内部の質量は潮汐力によって要求される形状になろうとし、可能であれば、拘束する外殻を破ろうとします。これは、太陽と呼ばれる天体が、同様に質量の大きな別の天体のすぐそばにあるときに実際に直面する状況です。このような天体は、おそらく全体がガス状であり、構成ガスは、自身の総質量の途方もない重力によって生じる圧縮によって、剛性の状態に保たれています。このような天体の表面は、比較的低温の物質の殻に包まれています。ここで、別の太陽のような大きな引力を持つ天体が、その天体の両側と中心部における引力の差が非常に大きくなるほど十分に接近すると仮定します。その結果、天体全体が潮汐変形を起こし、重力の引力の線に沿って伸び、両側で縮みます。そして、その殻がかなりの抵抗力を持っているものの、完全に拘束するには不十分であれば、激しく破裂するか、原子に分解され、内部の質量が両側から大きな火の噴流となって噴出します。太陽が我々の太陽よりも冷却が進んでいる場合、内部は溶融物質で構成されている一方、外側の地殻は卵の殻のように硬くなっているかもしれない。その場合、別の太陽の衝撃によって生じる「潮汐爆発」の力は、克服される抵抗が大きくなるため、より激しくなるだろう。これが、微惑星仮説によれば、渦巻星雲の歴史における第一段階のメカニズムである。おそらく消滅した二つの太陽が接近し、一方または両方で爆発的な噴出が起こった。第二段階については、より機敏な想像力が必要となる。
話を単純化するために、引き合う太陽のうち、片方だけが深刻な影響を受けると仮定しましょう。爆発によって生じた巨大な翼は、自転と互いに作用する引力によって螺旋状にねじれ、まるで決死の戦艦のように、二つの太陽が互いの周りを旋回し、破壊的なエネルギーを集中させます。すると、膨大な量の残骸が飛び散り、渦が発生します。そして、被害を与えた太陽が去っていくと、被害を受けた太陽は自力で修復しようとしますが、飛び散った物質は冷えて凝縮し、親太陽の周りを楕円軌道で周回する固体粒子の流れへと変化します。これらの粒子、あるいは破片が、この理論における「微惑星」です。微惑星の軌道が必然的に交差することで、飛来する粒子が出会う場所に節が形成され、これらの節に徐々に大きな質量が蓄積されていきます。質量が大きいほど引力も強くなり、最終的には節点が巨大な集合体の核となり、そこから惑星が形成される。
これは、ごく簡単に言えば、太陽系の起源の説明としてラプラスの提案に基づく説に代わるものとして提案されている微惑星仮説です。そして、渦巻星雲の現象は、この新しい仮説を裏付ける明白な証拠として挙げられています。渦巻星雲は楕円形をしており、これは仮説と一致します。また、そのスペクトルはガス状ではなく、微惑星のように固体粒子で構成されている可能性を示唆しています。さらに、中心質量は楕円形をしており、これは先ほど述べた潮汐効果の結果と考えられます。また、ロード・ロス星雲やアンドロメダ星雲のように、視覚的に二重に見えるものもあり、このような場合、二つの質量は、あまりにも接近しすぎた潮汐爆発を起こした太陽を表していると考えることができます。付け加えておくと、この理論の提唱者たちは、微惑星の発生源として二つの太陽の衝突だけを主張しているわけではないが、それが唯一検討された仮説であることは確かだ。
しかし、深刻な疑問が残る。例えば、さんかく座の怪物を一瞥するだけで、そこで進化しているのは太陽系ではなく、星の群れであると観察者は確信するだろう。分離した多くの質量は、私たちが考える惑星に変化するという仮定を許容するにはあまりにも巨大であり、焦点の質量から最初に放出されたと思われる星々の距離は、それらが形成する集合体を太陽系に例えるにはあまりにも大きすぎる。さらに、仮説が要求するようなノードも見られない。加えて、ほとんどの渦巻星雲では、遭遇したとされる太陽が、相手に可能な限りのダメージを与えた後、それぞれが喜び勇んで去っていったのではなく、逆に、互いの手から逃れられない2人のレスラーのように密接に結びついているという見方を支持する外観になっている。そして、これはまさに重力の法則が要求することである。恒星は、その物理的構成や将来の運動の独立性に関して、互いに無害に接近することはできない。この理論は、我々の太陽系の場合、異星が太陽に接近したのはそれほど接近したのではなく、惑星形成に必要な比較的微量の物質を潮汐力で押し出すのに十分な距離だったと仮定することで、この困難を回避しようとしている。しかし、それでもなお、突発的な影響は太陽と異星の両方の飛行方向を変えることになるだろうし、太陽の古代のパ・ドゥのパートナーとして選ばれるような既知の恒星は空には存在しない。ラプラスの仮説には克服されていない困難があることは誰も否定しないだろうが、その概念の単純さにおいては、比類なく満足のいくものであり、適切な修正を加えれば、おそらく、それに取って代わろうとしている仮説よりも、我々の太陽系の既存の事実により合致するものになるだろう。渦巻星雲を、形成過程にある太陽系としてではなく、星団の誕生地として説明する場合でも、微惑星仮説には多くの反論があるだろう。その前提を認めれば、確かに強力な数学的枠組みを持っているが、問題は数学そのものではなく、その前提にある。ラプラスは史上最も優れた数学者の一人であったが、渦巻星雲を見たことはなかった。もし見ていれば、その現象に合う仮説を考案したかもしれない。彼の実際の仮説は、我々の太陽系のみを対象としたものであり、後継者たちが完全な真実を発見できることを願って、「メモ」という形で残した。彼は、真実は自分には隠されていると告白していた。その真実がまだ発見されたとは言えず、もし発見されたとしても、論理ではなく直感によって導かれる可能性が高い。
渦巻星雲は、宇宙最大の謎の一つであり続けている。一方、オリオン座の星雲のようなガス星雲も、どちらも星を生み出すことは疑いようがないものの、同様に神秘的である。惑星系の起源という問いに光を当てるために、これらの星雲に目を向けるのはごく自然なことだが、両者の現象の規模は大きく異なり、作用する力も同様に異なる可能性があることを忘れてはならない。丘は氷河によって形成されたかもしれないが、山は火山活動や惑星の地層の隆起によって形成されたのかもしれない。
VII
太陽の旗
世界中の誰もが知っているように、太陽は、想像を絶する量の光と熱を放出する眩いばかりの球体であり、地球の自転によって毎日空を移動し、地球上の生命にとって最も重要な現象です。眩しさを抑えるために遮光ガラス越しに、あるいは望遠鏡で見ると、その縁は鋭く滑らかな円形に見え、周囲には暗い空しか見えません。月の影響がなければ、私たちは普段目にしている以上の太陽の存在に気づくことはおそらくなかったでしょう。
しかし、月という不透明な球体が太陽を遮ることで日食が起こると、その周囲が見えるようになり、ある意味では輝く中心の球体よりもさらに素晴らしい光景が広がります。この周囲は、地球のガス状の外層を指すのとは異なりますが、太陽の大気と呼ぶことができます。大気は大きく2つの部分から構成されています。1つ目は、太陽表面から数千マイルも上空に燃え上がる炎の舌のような赤い「プロミネンス」、2つ目は、太陽から数百万マイルも離れた場所に広がり、柔らかな光を放つ「コロナ」です。この2つがよく見えると、天空の驚異の中でも比類のない壮観となります。日食がない時にコロナを可視化しようとする試みは数多く行われてきましたが、いずれも失敗に終わり、コロナの姿を現すことができたのは、ひとえに月のおかげです。太陽の円盤を円形のスクリーンで覆っても、観測者の周囲の空気が照らされるため、目的は達成されません。一方、月が太陽を覆い隠すと、太陽光は大気圏上層まで伸び、観測者の周囲数マイルに広がる巨大な円筒状の空気から遮られます。そのため、眩しさが視界を遮ることもなく、コロナは驚くほど美しい姿で現れます。しかし、プロミネンスは日食中に発見されたものですが、現在では分光器を使えばいつでも見ることができます。ただし、プロミネンスは肉眼で見えるほど大きくはめったにありませんが、コロナの筋は、月が覆い隠す黒い円から吹き飛ばされた幽霊のような旗のように、宇宙の遥か彼方に伸びており、あらゆる人の目を惹きつけます。そして、この奇妙な幻影こそが、日食によって引き起こされる恐怖の大きな原因となっています。しかし、コロナはかつて恐怖の原因でしたが、現代では知識の源泉となっています。
図:
コロナ
コロナとプロミネンスの最初の科学的観測の物語は、実にスリリングで興味深く、劇的です。この観測は1842年の日食の際に行われました。幸運なことに、この日食は中央ヨーロッパと南ヨーロッパ全域で観測できたため、多くの天文学者がそれを見ました。特に興味深いのは、北イタリアのパヴィアで起こった出来事です。そこでは、イギリスの天文学者フランシス・ベイリーが望遠鏡を設置していました。日食が始まり、ベイリーは望遠鏡の観測に没頭していました。王立天文学会紀要に彼が記した記述を引用すると、次のようになります。
下の通りからものすごい拍手が沸き起こり、私は驚愕した。そして同時に、想像しうる限り最も輝かしく壮麗な現象の一つを目の当たりにして、私は感電した。その瞬間、暗い月の本体が、画家が聖人の頭の周りに描く光輪に似た形と大きさの、一種の明るい光冠に包まれたのだ。
パヴィアには数千人の住民がおり、その大半は早朝から通りや広場を歩き回ったり、窓から外を眺めたりして、長らく話題になっていたこの現象を目撃しようとしていた。そして、瞬時に皆既日食が起こると、観測者全員から一斉に叫び声が上がり、「空に響き渡った」。その瞬間、私はそれまで集中していた対象から注意をそらされた。確かに、皆既日食の間、月の周りに光の輪が現れるだろうとは予想していた。しかし、これまで読んできた日食の記録からは、これほど壮大な光景を目撃できるとは想像もしていなかった。
しかし、この驚くべき現象は実に素晴らしく、見る者すべてを魅了し、喝采を浴びずにはいられないものであったにもかかわらず、その特異で素晴らしい外観には、同時に何か恐ろしいものも含まれていたことを告白せざるを得ない…。
しかし、この現象に伴う最も注目すべき状況は、月の円周から突き出ているように見える3つの大きな突起が現れたことだった。それらは明らかにコロナの一部を形成していた。それらは途方もなく高い山々のように見え、色は赤に薄紫がかった色、あるいは桃の花の色に近いものだった。昇る太陽や沈む太陽に照らされた時の雪を冠したアルプスの山頂をいくらか彷彿とさせた。また、光が完全に安定していて、コロナの他の部分に見られるようなちらつきやきらめきが全くなかったという点でも、アルプスの山々に似ていた。
これらの突起物はすべて、完全な遮光の最後の瞬間まで見えており、太陽からの最初の光線が差し込むと、コロナとともに完全に消え去り、瞬時に昼の光が戻った。
この驚くべき記述のほぼ全文を引用したのは、それ自体が興味深いからというだけでなく、皆既日食という現象を最も的確に描写しているからである。とはいえ、すべての皆既日食が同じように壮大な光景を見せるわけではない。例えば、筆者が目撃した1900年と1905年の日食(前者はサウスカロライナ州、後者はスペイン)は、ベイリーが描写したような壮麗さと印象深さには遠く及ばなかった。もちろん、驚きの効果は考慮に入れなければならない。ベイリーは、突然目の前に現れた光景を予想していなかったのだ。しかし、1900年と1905年のいずれにおいても、空の散乱光の量自体がコロナをかすかに見せるのに十分であり、非常に目立つプロミネンスは見られなかった。それでも、どちらの場合も、ベイリーが述べているような、感嘆と畏敬の念が入り混じった感情が観衆の間に確かに存在していた。サウスカロライナの人々は歓声を上げ、女性たちはハンカチを振った。形も質感も言い表せないほど繊細な光の冠が姿を現し、そして2分後には再び消え去った。ブルゴスの城塞の丘に集まったスペインの人々は、国王と王室一行を伴い、待ち望んでいた光景が空に広がると、盛大な拍手を送った。そしてどちらの場合も、拍手が始まる前に、畏敬の念に満ちた静寂の後、群衆の間から低いざわめきが広がった。ブルゴスでは、多くの人が十字を切ったと言われている。
プロミネンスがコロナの一部であるというベイリーの考えは間もなく放棄され、この2つの現象は大部分が独立したものであると認識されるようになった。1842年の素晴らしい光景に刺激を受け、新しく発明された分光器の性能を試そうと熱望した天文学者たちが、1868年の日食を観測するためにインドに集まった際、ヤンセンは日食がない時に分光器を使ってプロミネンスを可視化するというアイデアを思いついた。彼は翌日すぐに成功し、それ以来、これらの現象はこのようにして研究されてきた。
太陽のプロミネンスには、「噴火型」と「静穏型」の2種類が知られています。後者は雲のような形をしており、太陽の縁のほぼどこにでも見られます。一方、前者は巨大な火山から噴火したかのように高くそびえ立ち、黒点と関連しているようで、黒点が多数存在する領域の上空にのみ現れます。どちらのプロミネンスも、輝く太陽円盤に投影して見ると、空を背景にした時のように赤ではなく白く見えます。静穏型プロミネンスは、高度が4万マイルから6万マイルにも達することが多く、分光器で観測すると、主に水素とヘリウムから構成されています。ヘリウムは、地球上にも少量存在すると発見されるずっと前から、太陽に存在する元素として知られていたことを思い出してください。現時点では理解できないが、ラジウムからの放射が徐々に自発的にヘリウムに変化するという事実は、自然界の錬金術的な偉業であり、思索的な思想家たちに多くの興味深い展望を開いた。噴出するプロミネンスは、他のもののように水平方向に広がるのではなく、驚異的な速度で50万マイル以上の高度まで上昇し、明らかに金属蒸気、つまり通常は地球上で固体であるが太陽温度では揮発状態に保たれている金属で構成されている。その上昇速度は時折毎秒300マイルまたは400マイルに達する。数学的考察から、太陽の表面から毎秒383マイルを超える速度で出発した物体は、太陽の重力によって引き戻すことはできないことがわかっている。したがって、噴火性のプロミネンスから放出された物質の一部は、太陽の制御から逃れ、宇宙空間へと高速で飛び出し、冷却・凝縮して固体となる可能性があることは明らかです。太陽から放出された物質の一部が惑星に到達しない理由はないようです。このように、比較的小規模ながら、星々の天体現象の突発的な原因であると想像されてきた爆発を彷彿とさせる現象がここに存在します。
図:
太陽の「プロミネンス」。1907年5月21日撮影。
太陽黒点についてはここでは特に詳しく述べるつもりはないが、明らかに噴出性のプロミネンスと密接な関係があり、コロナともまだ完全には解明されていない何らかの関係がある。太陽黒点の真の原因についてはほとんど何も分かっていないが、ヘール教授らによる最近の研究で、黒点とその周辺に漂う金属蒸気の雲に奇妙な状態が見られることが明らかになった。サイクロン状の傾向の証拠が発見され、ヘール教授は太陽黒点が強力な磁場であり、両半球で反対方向に回転する電離蒸気の柱から構成されていることを証明した。おそらく最も重要な事実は、チタンとバナジウムが太陽黒点と、約11ヶ月ごとに非常に明るく輝き、その後肉眼では見えなくなるという特異な変光星ミラ・セティの両方で発見されたことである。太陽黒点は、太陽内部で進行するある過程の始まりを示すものであり、その過程は太陽がミラのような恒星の状態になるまで強まるだろうという説が提唱されている。進化の非常に進んだ段階にある恒星も、変光性を示さずに同様のスペクトルを示すため、太陽黒点を老齢の象徴とみなす十分な理由がある。
コロナと黒点の関連性は、噴出性のプロミネンスほど明確ではありませんが、それでも関連性は存在します。コロナの形状と範囲は、後述する黒点周期によって変化するからです。コロナの構成は未だ解明されていません。明らかに一部はガス状ですが、おそらく塵や小さな流星の形で物質も含まれているでしょう。コロナには、まったく謎に包まれた物質「コロニウム」が含まれています。これはすべての元素の中で最も軽いものかもしれないと考える理由があり、発見者であるヤング教授は、「自然界において全く他に類を見ないものであり、地球、太陽、宇宙の既知の物質とは全く異なる」と述べています。コロナの巨大な広がりは、その謎の一つです。「光の圧力」という興味深いテーマが発展して以来、コロナは太陽から絶えず放出される光の波に支えられていると仮定することで、コロナの維持を説明しようと提案されてきました。実験によって、数学的考察で以前から可能性が示唆されていたことが証明された。すなわち、光の波動は圧力または推進力を及ぼし、その作用を受ける物体が十分に小さい場合にその効果が顕著になる。その場合、光の圧力は重力の引力に打ち勝ち、減衰した物質を太陽の引力に逆らって遠ざける。地球自体も、もし巨大な総質量を持つ固体球体ではなく、微細な粒子の雲であったならば、太陽から遠ざけられるだろう。その理由は、圧力は作用を受ける物体の表面積に比例するのに対し、重力は体積、つまり物体内の物質の総量に比例するからである。しかし、物体の表面積は 直径の二乗に比例し、体積は直径の三乗に比例する。直径の比率です。たとえば、直径が4で表される場合、表面積は4×4、つまり16に比例し、体積は4×4×4、つまり64に比例します。しかし、直径を2とすると、表面積は2×2、つまり4になり、体積は2×2×2、つまり8になります。ここで、4と8の比率は16と64の比率の2倍です。直径がさらに小さくなると、表面積と体積の比率は比例して大きくなります。言い換えれば、圧力は引力に勝り、元の比率がどうであれ、大きさの減少が続くと、圧力が引力よりも効果的になり、物体が押し出される時が来ます。コロナの粒子が、太陽のような質量の引力によって制御される臨界サイズよりも小さいと仮定すると、それらは周囲の宇宙空間に吹き飛ばされ、水車小屋の周りの塵のように太陽の周りに現れるでしょう。この点については、黄道光、オーロラ、彗星に関連して改めて取り上げます。
一方、コロナの中には、その形状から電気力や磁力の作用を示唆する部分もある。これは、近年の日食の際に撮影されたコロナの写真のいくつかに美しく表れている。例えば、1900年の日食の写真を見てみよう。極から放射される光の束は、磁石の極を取り囲む「磁力線」とそっくりだ。この写真を見ると、コロナは2つの部分から構成されているように見える。1つは先ほど述べた極線、もう1つは赤道域と中緯度域から広がる、より幅広く、長く、輪郭が不明瞭な光の塊である。しかし、この現象のより拡散した部分でさえ、極の周りの曲線に多かれ少なかれ似た、隠れた曲線が存在することが確認できる。太陽放射のメカニズムにおいて電気や電磁気がどのような役割を果たしているかを正確に言うことは不可能ですが、それが非常に重要な役割を担っているという前提に基づき、地球の磁気だけでなく気候にも太陽が直接影響を与えているという仮説が立てられています。この仮説は半世紀にわたって議論されてきましたが、いまだにその真実性は明らかになっていません。太陽上で大きな擾乱が発生し、黒点の形成や噴出性のプロミネンスの出現(当然ながら何らかの作用が伴うと予想される現象)が起こると、地球上ではそれに対応する「磁気嵐」やオーロラの鮮やかな出現が即座に起こることは確かです。その影響が最も驚くべき形で現れた例もあり、大規模な太陽フレアの後には、まるで目に見えない抗しがたい力に世界のケーブルや電信システムが掴まれたかのように、不可解な障害が発生したこともあります。通信が突然途絶え、電信機から火花が飛び散り、地球全体が磁気的な混乱に陥ったかのようだ。こうした出来事は、植物の成長や太陽の影響を受けるその他の生命現象に対する太陽光の作用といった、より身近な現象から得られるようなものではなく、地球が太陽に依存しているという深い印象を人々の心に刻み込む。
おそらく、太陽の磁気が天候に及ぼす影響に関する理論は、「太陽黒点周期」との関連で最もよく知られているだろう。いずれにせよ、これは既に述べたように、コロナと密接に関係している。その存在は1843年にドイツの天文学者シュヴァーベによって発見された。これは、太陽に見られる黒点の数がまず最大まで増加し、次に最小まで減少し、最後に再び最大まで増加するという、長さが変化する周期であり、平均は約11年である。理由は不明だが、この周期は平均よりも2、3年長くなる場合もあれば、同じくらい短くなる場合もある。しかしながら、この現象は常に同じ順序で繰り返される。例えば、観測者が黒点をほとんど、あるいは全く見つけられない時期から始まり、黒点の数と大きさは徐々に増加し、両方の意味で最大に達する。この最大期には、黒点はしばしば巨大な大きさになり、非常に活発になる。2、3年後には、黒点の数、大きさ、活動は減少し始め、ほとんど、あるいは完全に消滅する。奇妙な事実として、新しい周期が始まると、黒点はまず太陽赤道から遠く離れた北緯と南緯の高緯度に現れ、周期が進むにつれて黒点の数と大きさが増加するだけでなく、赤道にますます近づいて現れ、消滅する周期の最後の黒点が、後継の黒点が高緯度に現れた後も赤道付近に残ることがある。黒点は赤道上や極付近では決して見られない。太陽黒点周期が発見されてからそれほど時間が経たないうちに、太陽黒点の周期と地球の一般的な磁気状態に影響を与える別の周期との間に驚くべき一致があるという興味深い観察が行われた。太陽黒点の数の変化を表す曲線と地球の磁気状態の変化を示す別の曲線を比較すると、2つはほぼ完全に一致しており、一方の曲線の上昇はもう一方の曲線の上昇に対応し、下降は下降に対応していることがわかった。継続的な観察により、これは偶然ではなく真の一致であることが証明され、その関連性は未だ解明されていないものの、確立されたものとみなされている。しかし、その影響はさらに広がり、地球の磁気要素だけでなく、天候や季節にも直接影響を与えるのだろうか?証拠は矛盾しており、解釈は主に裁判官の好みに左右されるため、この問いに対する最終的な答えはまだ出せない。
しかし、広い意味では、太陽黒点とそれに関連する現象は 地球の気象学と関係があるに違いない。なぜなら、それらは太陽が変光星であることを証明しているからである。数行上で、太陽黒点のスペクトルが、年齢によって衰えつつあると思われる特定の星のスペクトルに似ていることに言及した。それ自体が非常に示唆に富むが、この類似性が発見されていなかったとしても、太陽のエネルギー出力が変動的であると考えるのは正当であっただろう。しかも、変動的であるだけでなく、おそらくますます変動的になっている。太陽黒点周期の不均一性自体が疑わしい。太陽に最も黒点が多いとき、その全光量は1000分の1減少する可能性があるが、そのときに熱放射の放出が減少しているとは断言できない。光度の1000分の1の減少は、遠方の宇宙から見た太陽を恒星とみなした場合、恒星等級の0.0025の減少に相当する。これほどわずかな変化は知覚できないだろう。しかし、太陽表面を覆い隠しているのは黒点だけではなく、太陽全体が遮蔽のベールに覆われています。強力な望遠鏡で観測すると、太陽の表面は比較的暗い斑点で厚くまだらに覆われていることがわかります。その数は非常に多く、表面全体が最も明るい部分と同じくらい明るければ、私たちが受け取るはずの光の10分の1から20分の1を遮っていると推定されています。他の恒星の状態から、この遮蔽層は冷却過程の産物であり、太陽は徐々に変光し、最終的には消滅するという結論に至ります。過去を振り返ると、太陽が今よりもずっと明るかった時代があったことがわかります。その頃は、シリウス、スピカ、ベガといった星々のように、まばゆいばかりの白い輝きを放っていたでしょう。今は比較的暗いプロキオンに似ていますが、やがて赤みを帯び、アンタレスに代表される終末期のサイクルに入るでしょう。かつては現在よりもはるかに強い光を放っていたことを考えると、地球の極圏では、今では失われてしまった太陽の生命力によって支えられた熱帯の生命が繁栄していたのは、まさにその時代だったのではないかと想像せずにはいられない。
先に述べたように、コロナは太陽黒点周期によって変化します。黒点が多く活発な時期には、コロナは黒点帯の上空に力強く立ち昇り、巨大な光線や筋を形成します。少なくとも一度は、その長さが1000万マイルにも達したことが観測されています。黒点活動が極小期になると、コロナの輝きは弱まり、輪郭も変化します。この時期には、湾曲した極光線が最も目立つようになります。このように、日食の際に揺らめく太陽の巨大な旗は、太陽の状態変化を示す信号なのですが、そのメッセージを正しく読み解けるようになるまでには、おそらくまだ長い時間がかかるでしょう。
VIII
黄道光の謎
空には、天文学者たちの長年の関心を惹きつけ、説明の試みを阻んできた、最も不可解な現象の一つである特異な現象が存在する。本書の読者のうち、おそらく百人に一人、いや千人に一人も見たことがないだろう。しかし、その名はしばしば口にされ、いつどこで探せばよいかを知っていれば、目立つ天体であり、よく見れば、見る者を魅了し畏敬の念を抱かせる神秘的な美しさを放つ。それは「黄道光」と呼ばれ、太陽が星々の間を一年かけて移動するように見える黄道帯の広い円の中に位置している。それが一体何なのか、いまだ誰も確実には解明できておらず、天文学に関する書籍でも、通常は極めて控えめに語られている。しかし、それは数々の注目すべき理論を生み出しており、その真の解明は、おそらく他の多くの天体の謎を解き明かすことになるだろう。天の川は眺めるにはより素晴らしい天体だが、その性質は理解できる。一方、黄道光にはどこか不気味な雰囲気があり、それを見た瞬間に強い印象を受ける。なぜなら、地球外の壮大な計画における黄道光の役割は明らかではないからだ。
日没直後、例えば2月下旬の夕方などに屋外に出ると、冬の終わりを告げる激しい夕焼けが空から消え去った直後、太陽が沈んだ場所の上に、青白い幽霊のような存在が浮かび上がるのを目にするかもしれません。筆者は少年時代に初めてそれを指摘された時のことを鮮明に覚えており、その非現実的な印象から、その後は夜に一人で外出することを避け、再びその幽霊のようなものを見るのを恐れるようになりました。この現象は薄明かりとともに徐々に明るくなり、やがて真珠のような光の細長いピラミッドの形をはっきりと現します。観測地点が北半球であれば、南に傾いています。天の川とは全く異なる印象を与えます。天の川は遠くに見え、明らかに星々の間にありますが、黄道光はより身近に感じられ、まるで地球とより密接に関わるもののように思えます。そして、誰にとっても、それは沈んだ太陽との繋がりを即座に連想させるのです。夜が晴れていて月が出ていない場合(そして、街の明かりが空の光景を台無しにするので、田舎にいる場合)、この幻影を長時間見ることができるでしょう。光は地平線近くで最も明るく、ピラミッド型の光線が高くなるにつれて徐々に弱まっていくのがわかりますが、条件が良ければ、天頂の南の子午線近くまで追跡でき、そこで頂点はついに星明かりの中に消えていきます。3月と4月の一部の間は夕方まで見ることができますが、その後は通常はもう見られなくなるか、見えたとしても比較的弱く、印象に残らないものになります。しかし、秋になると再び現れます。今度は、昼の神の西の墓の上を漂う幽霊のようにではなく、むしろ東で生まれ変わることを告げる朝の精霊のように見えます。
黄道光が、先に述べた時期に私たちの緯度帯で最もよく見える理由は、その時期には黄道面が地平線に対してほぼ垂直になり、まず西で、次に東で垂直になるからです。また、この現象は黄道面の範囲内に限定されているため、黄道面が地平線に対してわずかに傾いているだけでは、観測に適した位置には位置しません。その微かな光を容易に認識するには、暗い空を背景としたコントラストが必要です。しかし、黄道面が常に観測に適した角度にある熱帯地域では、この神秘的な光はより頻繁に見ることができます。赤道地域を旅する観察眼の鋭い旅行者のほとんど全員がこの現象に特に注目しており、温帯地域よりもはるかに目立つため、すぐに目を引き、目新しいものとして人々の関心を惹きつけます。フンボルトは著作の中で黄道光について何度も言及している。彼の才能は常に、普通ではないものや説明の難しいものに惹かれていたからである。彼は黄道光の形、輝き、変化について多くの綿密な観察を行った。黄道光が変化することは疑いようがなく、時には驚くほど変化することもある。かつてはヨーロッパで数年間連続してほとんど見えなかった時期もあったと言われている。1909年に南アフリカを旅行したイギリスの天文学者EW・モーダー氏は、往路と復路で黄道光の見え方に著しい違いがあることに気づいた。実際、南下して赤道を越えた時は全く見えなかったが、帰路の3月6日、赤道から南に1度離れた地点で、忘れられないほど鮮明な黄道光の姿を見ることができたのである。
明るく澄み切った夜で、黄道光はかつてないほど輝いていた。天の川とは比べ物にならないほど明るかった。最も明るい部分は太陽から75度まで広がっていた。黄道に沿ってプレアデス星団の向こう側に、かすかに細い部分が見えたが、黄道光の大部分は幅広の円錐台のような形をしており、以前見た時ほど円錐形には見えなかった。
熱帯地方の短い薄明、太陽が地平線に垂直に沈み、夜が暗闇の波のように押し寄せてくるとき、黄道光が天頂に昇り、その色は金色に輝き、天の川の銀色の輝きとは全く異なると表現されます。個人的な経験や印象を再び述べることを許されるならば、1896年の秋にエトナ山の円錐形の頂上から黄道光を見た時のことを思い出します(『肉眼で見る天文学』にもっと簡潔に記述されています)。このような観測にエトナ山ほど好都合な高山はほとんどありません。かつてジョージ・E・ヘイル教授が日食なしで太陽コロナを見ようと試みた際にエトナ山に登ったことがあります。海抜から標高約1万1000フィートまでまっすぐにそびえ立つエトナ山の頂上で夜を過ごすと、観測者はまるで空の真ん中に迷い込んだかのような感覚を覚えます。彼が立っている巨大な円錐形の黒い側面がなければ、彼は自分が気球に乗っていると錯覚するかもしれない。私が言及している出来事では、月明かりのない夜には、地上の世界はほとんど見えなかった。頭上の星座の輝きは驚くほど明るかったが、その壮麗さの中で、私の注意はすぐに、後に太陽が昇る地平線から湧き出る、細長く伸びた大きな光に引きつけられた。それは、まるで長く輝くベールのように星々の上に吹き出されているように見えた。それは私がこれまで見た中で最も素晴らしい黄道光の眺めであり、その奇妙さに感動したが、ガイドの無関心さに私はほとんど落胆した。彼にとってそれはただの光に過ぎなかったのだ。彼には科学の知識がないなら、詩的な感性も欠けていた。彼の土地の出身者としては、実に驚くべきことだと私は思った。その光は、ぎょしゃ座やペルセウス座の輝く部分を含む天の川の可視部分よりも明らかに明るく見え、また、そのような天体に関して色について語ることが許されるならば、その色は銀河の帯の色よりも豊かであるように思われた。しかし、私はそれを黄色とは思わなかった。フンボルトはそれを星々の上に引かれた黄金のカーテンに似ていると表現し、赤道アフリカのデュ・シャイユはそれを明るい黄色だと発見したが。その色は、その目立ち具合と同様に変化する可能性がある。その並外れた光景の魅力は、私の記憶から決して消えることはなかった。私は、それまでこれほど輝く星空を見たことがなかったにもかかわらず、何度も何度も振り返ってそれを見つめた。そして、東の空に朝の光が静かに昇り始め、シチリア島と地中海が私たちの足元の深い影からゆっくりと姿を現し始めたとき、私が最後に探していたもののひとつがそれだった。
黄道光は、天文学者全般から本来受けるべきほどの注意深い関心を集めてこなかったように思われる。おそらく、説明という点では、黄道光から得られるものはほとんどないからだろう。科学の著述家が黄道光について語る際に感じていると思われる抑制については既に述べた。黄道光がもたらす推測の根拠は、長々と議論するにはあまりにも乏しいかもしれないが、好奇心をそそり、そして後ほど見ていくように、最終的には非常に興味深い理論へとつながった。かつて黄道光は、観測者を世界中へと連れて行く一連の綿密な研究の対象となった。それは1845年から46年にかけて、当時ほとんど知られていなかった日本を訪れたアメリカ合衆国探検隊の時のことだった。艦隊の従軍牧師であるジョーンズ牧師は、神秘的な光をあらゆる段階で研究する準備をして出発した。彼は赤道の両側の多くの緯度からそれを目撃し、彼の世界一周旅行に強い興味を抱かずにはいられない。彼は毎晩、隠れた太陽の位置に合わせて移動する頭上の幻影に目を凝らしていた。彼は、その流れが地球の真後ろでは比較的微弱であるものの、時には天球全体に広がることを証明した。帰国後、政府は彼の観測結果をまとめた大著を出版した。その中で彼は、この現象は地球を周回する流星群からの太陽光の反射によるものだと主張した。しかし、結局、この綿密な調査は何の解決にもならなかった。
E.E.バーナード教授は最近、黄道光と、太陽の真反対の空に常に現れることから「対光」と呼ばれる奇妙な付随現象に多くの注意を払っている。対光は非常に捉えにくい現象で、それを見るために特別に訓練された目しか見ることができない。ニューカム教授は慎重にこう述べている。
太陽の真反対の天球上には、楕円形の光の斑点があると言われている。この現象は説明が非常に難しいため、その存在が疑われることもあるが、それを裏付ける証拠は無視しがたい。
バーナード氏の観測以来、この現象を全く無視することはできなくなりました。マウント・ハミルトンを訪れた際、リック望遠鏡で観測していたバーナード氏の指導のもと、この現象を見ようと試みたことを覚えています。もちろん、対日照も黄道光も、望遠鏡で観測するには拡散しすぎており、いわば拡大しすぎて見えなくなってしまいます。肉眼でしか観測できず、わずかな光も見逃してはなりません。これは特に対日照に当てはまります。マウント・ハミルトンで、バーナード氏は特定の星を基準にしてその位置を私に示してくれましたが、いくら見つめても、本当に見えたのか確信が持てませんでした。しかし、バーナード氏にとっては、それは明白なことでした。彼は何ヶ月もこの現象を研究しており、その形状、境界、直径、そして黄道面に対する中心の赤緯を示すことができたのです。もちろん、対日光の存在に疑いの余地はないが、百万人に一人でもそれを見たことがある人、あるいはこれから見る人がいるかどうかは疑問である。一方、黄道光は、観測の時期と状況を適切に選べば、十分に明瞭に観測できる。
黄道光の説明を試みる中で、最も有力な仮説は、黄道光は太陽の付属物、おそらくは太陽の赤道とほぼ一致する黄道面におけるコロナの延長であるというものである。この考えは、光と太陽の位置との明らかな関係から、ごく自然なものである。1878年にコロナの赤道翼が大きく広がったことは、この仮説を裏付けるように見えた。コロナの物質が太陽から1000万マイルも広がっているなら、地球の軌道を超えて徐々に消えていく1億マイルにも及んでもおかしくないのではないか。この仮説の変形では、反射は太陽のすぐ近くから地球よりも遠い距離まで、太陽の赤道面を周回する流星群によるものだと想定している。しかし、どちらの形でもこの仮説は満足のいくものではない。コロナの外観からは、それが水星まで広がっていることを示すものは何も見当たらない。また、流星群については、既知の流星群の軌道は仮説と一致しておらず、理論の要件を満たすために存在しなければならない宇宙領域に、他の流星群が存在すると考える理由もない。1878年のコロナの広がりは、その質感において黄道光とは似ていなかった。
科学の歴史において、ある分野における重要な発見が、別の分野における未解決の問題に予期せぬ、しかし非常に歓迎すべき光を当てたことは、これまで何度も起こってきた。そのため、多くの研究者が自身の専門分野の狭い領域に偏りすぎていることに対して、この事実だけでも強力な反論の根拠となり得る。そして、黄道光は、化学と物理学における最近の発見と関連付けて考えると、まさにその好例と言える。原子は、既知の最小の原子よりも少なくとも千倍小さい微粒子からなる複合体であるという事実(数年前に発表されたとき、ほとんどの科学者を驚かせた事実)から、黄道光(およびその他の天文学的な謎)の性質に関する新しい仮説が提唱された。この仮説は、天文学者ではなく、スウェーデンの化学者であり物理学者でもあるスヴァンテ・アレニウスによるものである。この新しい仮説の概要を検討するにあたって、私たちはそれを受け入れる必要も拒否する必要もない。むしろ、判断を保留すべき事例と言えるだろう。
まず、これは前の章で述べた「光の圧力」へと私たちを立ち返らせます。この圧力が一般的にどのように作用すると考えられているかはそこで十分に説明されており、あとはそれが黄道光を構成するとされる物質粒子に理論的にどのように拡張されるかを見るだけです。私たちは、負に帯電した微粒子、つまり「原子の断片」が高温の物体から放出されることを知っています。これらの「イオン」の流れは多くの炎や溶融金属から流れ出し、陰極と紫外線の影響で低温の物体からも噴出します。太陽という広大な実験室では、同様のプロセスが起こっていると考えるのはごく自然なことです。「非常に高温の金属がこれらの微粒子を放出するのだから」とJJトムソン教授は言います。「それらが非常に高温の物体である太陽から放出されているという仮説は、あり得ないことではないように思われる。」では、太陽がそれらを放出していると仮定しましょう。次に何が起こるでしょうか?負に帯電した微粒子は、通常の状態の物質粒子を引き付ける核として機能することが知られており、太陽から放出された微粒子もすぐにこのようにして粒子を蓄積し、塊状に成長していくと考えられる。十分に大きくなると、太陽の重力によって引き戻され、太陽大気中に負の電荷が生じる。しかし、多くの微粒子は、先に説明した原理に従って、太陽の重力が光波の圧力に抗して微粒子を保持できる臨界サイズに達しないと考えられ、これらの微粒子では光圧が支配的となる。これらの微粒子の雲は、太陽から周囲の宇宙空間へと絶えず掃き出され、太陽の赤道面、あるいはその近傍を移動していると考えられる。太陽の赤道面は、黒点や関連現象によって示されるように、最も活発な活動が起こっている場所である。これらの微粒子が宇宙空間へと外向きに進むにつれて、多くが地球に遭遇する。地球が月のように大気を持たない場合、粒子は直接その表面に衝突し、負の電荷を帯びるだろう。しかし、大気の存在によってすべてが変わる。最初に地球に遭遇する飛来粒子は負の電荷を地球に与え、その後、同種の電荷は反発し合うため、それに続く粒子の嵐は地球から引き剥がされ、双曲線状の経路の迷路を描いて地球の周りを流れていく。地球を超えて宇宙空間へと進む粒子は、その質量が非常に大きくなり、太陽の引力が光圧を再び上回り、再び太陽に向かうまで、漂う物質の粒子を拾い集め続けると予想される。地球に戻る際に地球を通過すると、地球の周りを渦巻く塵の雲の量が増加し、上層大気の負の電荷が一定量に達すると、太陽光の紫外線が粒子を地球から放射状に飛び出させ、塵の雲はさらに増加する。太陽に向かって出発するものの、地球に押し寄せる流れによって地球へと押し戻される。地球の近傍にこうした飛翔・回転する粒子が集積した結果、最終的には巨大な固体の頭部を持つ彗星のような形に変化し、そこから流れる尾が伸びる。最も長い尾は太陽の方向から遠ざかる方向に伸び、もう1本の短い尾は太陽に向かって伸びる。この短い尾は、先ほど述べた紫外線の作用によって地球から太陽に向かって押し出された粒子によるものである。この主題全体は一般向けに説明するには専門的すぎることは間違いないが、少なくとも一般読者はこの理論の絵画的な側面を理解できるだろう。なぜなら、この理論の提唱者たちは、もし私たちが月にいたら、間違いなく地球の彗星のような尾を見ることができ、そうすれば黄道光現象を生み出す上でそれらが果たす役割を理解できると断言しているからである。
私たちが目にする光が、アレニウスの仮説で想定されているように、地球の周りを飛び回る粒子群からの太陽光の反射によって生じることは明白です。そして、結局のところ、この新しい理論は、黄道光を太陽コロナの延長に起因するものとする古い理論の別の変形に過ぎないことが分かります。しかし、この新しい理論は、その延長がどのように実現されるかを説明し、コロナ本体と太陽から放出される負の粒子の流れを区別している点で、古い理論とは異なります。アレニウスの仮説は、黄道光が黄道付近に限定されていることや、太陽の下からちょうど離れようとしている地球の側の方が反対側よりも強いことなど、黄道光の多くの特異性を説明する詳細な説明も提供していますが、これらの詳細に立ち入ると、私たちの能力を超えてしまいます。この理論によれば、対日照は黄道光と同じ現象の一部である。なぜなら、遠近法の法則から、太陽の真反対の点に位置する粒子の流れからの反射が最大になることは明らかであり、対日照はこの位置を占めているからである。太陽の位置との幾何学的関係とは別に、黄道光の変動は太陽への依存性を裏付けているように見え、これもまた、コロナ膨張の古い理論よりもアレニウスの仮説によってよりよく説明されるだろう。太陽からの粒子放出量は、当然ながら太陽の相対的な活動状態または不活動状態によって左右され、これは黄道光の明るさの変化に反映されるに違いない。しかし、この神秘的な現象が一体何であるかを合理的な確信をもって理解するには、これまで以上にこの主題について広範な研究が必要となるだろう。アレニウスの仮説によれば、大気を持つ惑星にはすべて黄道光が伴うはずですが、例えば大気が非常に豊富な金星の場合、その現象は微弱すぎて観測できません。月には、すでに説明したように、大気がないため、帯電して流れを反発する力がないため、対応する「彗星の尾」はありません。しかし、もし月に黄道光が存在するならば、地球から比較的近いため、間違いなく観測できるでしょう。
オーロラの驚異IX
幼い頃の最も鮮明な記憶の一つは、ある晩、父が慌てて家に戻ってきて、家族に「外に出て空を見てごらん!」と叫んだ時のことだ。我が家は見晴らしの良い場所に建つ田舎の家だった。皆が戸口から出てくると、星々をなめたり揺らめいたりする淡い炎で空が満たされているのを見て、私たちは呆然とした。恐怖に震える私の心に、オランダ改革派教会で背が高く、眉毛が濃く、いかにも真面目そうな昔気質の説教者が語った「最後の審判の日」(Dies Iræ)の恐ろしい描写が、たちまち蘇った。その光景を見た瞬間、私の心は文字通り沈んだ。説教者の言葉がまさに現実のものだったからだ。まさに彼が言った通りで、最終的に私を納得させるには、年長者たちの確固たる態度が必要だった。
怒りの日、おお、恐ろしい日、
天と地が滅びる日、
ダビデとシビュラが言うように
実際には、それは私たちのところには来ていなかった。そして、震える空に、あちこちで不気味な深紅の斑点が現れたとき、家の年長者でさえ不安を感じずにはいられなかった。北の方角では、その光景は恐ろしいものだった。地平線上に不自然に暗い部分に巨大なアーチが架かり、そのアーチの上には、絶え間なく揺れ動く光線と光の筋が立ち上がり、時には息を呑むほどの速度で天頂まで上昇し、時には突然長い列を成して、 燃える幽霊の果てしないファランクスのように行進し、行進し、行進し、行進し、私の記憶では、常に東から西へと移動していた。これらの神秘的な変化が絶対的な静寂の中で行われ、地面に揺らめく反射が、その光景の恐ろしさを一層高めていた。時折、巨大な炎のカーテンが荘厳な動きで巻き上がったり、あるいは力強くも音もなく吹く風に揺さぶられたかのように前後に揺れ動いた。また、突然、炎が天頂に向かって勢いよく渦巻き、一瞬、頭上の空がまばゆいばかりに輝き、星々がまるで飲み込まれてしまったかのように見えた。この光景は、強弱を変えながら何時間も続いた。
図:
イギリスでオーロラの光芒が観測された
この現象はニューヨーク州中央部で発生しました。この地域では、オーロラがこれほど壮麗に見られることは滅多にありません。1882年11月にニューヨーク市で同様の現象が観測されたことを覚えています。この時、観測者たちは、オーロラの壮大な光景の中に現れた幻影のように、天空を堂々と横切る巨大な直立した光線を目撃しました。それはオーロラの一般的な動きとは独立しているように見え、常に直立姿勢を保ち、東から西へと磁極線に沿って移動していました。この神秘的な光線は、国内各地の26人もの観測者によって目撃され、彼らの観測結果を比較したところ、その幻影は高さ約133マイル、秒速10マイルで移動していたという興味深い計算結果が得られました。
図:
北極圏で見られる楕円形のオーロラアーチ
しかし、誰もが知っているように、オーロラ、つまり「北極光」が最もよく見られるのは北極圏です。そこでは、何ヶ月も太陽が昇らない長い極夜の間、空に現れる不思議なきらめきは、氷の世界の奇妙な景色と相まって、一種の幽玄な昼の光をもたらします。北極探検記の中で、オーロラの素晴らしい効果を描写したページは、その魅力において、人類がこれまで書き記したどの文章にも劣りません。すでに述べたように、オーロラは、空をあちこち飛び回りながら、特に赤と緑の色合いなど、驚くべき色彩を呈します。オーロラが空で光り輝くとき、磁針が異常な興奮状態で震え、飛び回るという発見は、その電磁気的な性質が確立されるまで、この現象の謎をさらに深めるだけでした。このことは、オーロラの焦点が磁極であることがわかった途端に明らかになりました。そして極南の地が探査された際、南極磁極を中心とするオーロラ・オーストラリスが発見された。当時、あるいはそれ以前から、地球は両極が反対の磁力を持つ巨大な球状の磁石であり、オーロラの光は、その正確な原因が何であれ、地球の磁気活動の現れであることは明らかだった。磁気電信が発明された後、大規模なオーロラが発生すると電信線が途絶え、海底ケーブルも機能しなくなることが分かった。このような現象は「磁気嵐」と呼ばれる。
科学界でオーロラへの関心が高まったのは、19世紀後半にオーロラが太陽の擾乱と密接に関係する現象であることが発見された時であった。1000年から1800年までの古代の「チューリッヒ年代記」には、肉眼で見える太陽黒点とオーロラの壮大な現象の両方が記録されており、これがルドルフ・ヴォルフにこの発見の糸口を与えた。疑われていた関連性の最初の注目すべき証拠は、1859年9月1日に起こった出来事によって劇的に強調された。その日の正午近く、イギリスのレッドヒルにある天文台でR・C・キャリントン氏が観測していた太陽黒点群の中に、2つの非常に明るい点が突然出現した。これらの点は5分も経たないうちに太陽面を3万5千マイル移動した。 R・ホジソン氏はハイゲートにある自身の天文台で偶然にも同じ現象を目撃しており、こうして欺瞞の可能性は完全に排除された。しかし、驚いた二人の観測者は、その後に起こる出来事を予見することはできなかっただろう。実際、この出来事はその後二度と完全に再現されたことはない。私は、クラーク女史が著した『19世紀天文学史』に記された雄弁な記述を引用する。
この特異な現象は、地球と太陽の間の共鳴関係の推論を強調するために特別に設計されたかのようだった。1859年8月28日から9月4日まで、比類のない強度、範囲、および期間の磁気嵐が地球全体で進行していた。電信通信はあらゆる場所で途絶えたが、実際には、地電流のみの力で電池なしで回線を操作できる場合もあった。電線から火花が飛び、壮麗なオーロラが両半球、さらには熱帯地方の空を荘厳な深紅で覆い、磁針は動きの連続性を完全に失い、説明のつかないパニックに襲われたかのようにあちこちに飛び回った。偶然の一致はさらに近かった。 キャリントンとホジソンが目撃した太陽爆発のまさにその瞬間、キューの写真装置は3つの磁気要素すべてに顕著な乱れを記録した。そして、その後の真夜中を過ぎて間もなく、電気的な動揺は最高潮に達し、地球全体を微かな振動で震わせ、極から極まで大気をきらめくような輝きで照らし出した。それは、おそらく、私たちの古代の惑星自体が星のように輝いていた時代をかすかに思い出させるものだった。
この驚くべき出来事が単発的なものであったならば、そして既に述べたように、それが全く同じように再現されたことは一度もなかったならば、そこから導き出される推論のいくつかに疑問が生じるかもしれない。しかし、それは様々な形で何度も繰り返されてきたため、今では太陽フレアと地球上のオーロラを伴う磁気嵐との間の想定される関連性の現実性を疑う者はほとんどいない。確かに、故ケルビン卿は、太陽が地球に直接磁気作用を及ぼすという仮説に難題を提起した。なぜなら、そのような作用を説明するには、許容できない量のエネルギーが必要であるように思われたからである。しかし、彼が行ったような計算は最終的なものではなく、すべての計算はデータの妥当性に依存する。また、科学において揺るぎない権威は存在しない。なぜなら、誰も全知全能の知識を持つことはできないからである。実際にそれが実現するわずか数年前に、空中航法は実現不可能な夢であると宣言し、計算によってその実現不可能性を証明したのはケルビン卿であった。どのような経緯であれ、太陽フレアが地球の磁気擾乱と同時に発生し、しかもその同時発生の仕方から因果関係を推論せざるを得ないほどであることは、証拠が示す限り確実なことである。太陽は地球からわずか自身の直径の100倍強の距離にある。まばゆいばかりの太陽光と生命維持に不可欠な太陽熱を私たちに伝えるエーテルによってもたらされる両者の微妙な繋がりがあるにもかかわらず、太陽の膨大な電気エネルギーが私たちにも届くことを信じるのはなぜそんなに難しいのだろうか。太陽から発せられる衝撃は、まるで引き金に触れたかのように地球に作用し、地球内部に既に蓄積されているエネルギーを放出するに違いない。
しかし、太陽活動の急増と地球の磁気嵐、そしてそれに伴う壮大なオーロラ現象との密接な関係を示す、これまで述べてきたような出来事の証拠に加えて、同じ方向を指し示す別の証拠もある。すなわち、前章で述べたように、太陽黒点周期は地球の磁気状態の周期的な変動と非常に顕著な形で一致することが知られている。この一致は、最も驚くべき詳細にまで及ぶ。例えば、太陽黒点周期が短くなると、オーロラ周期も全く同じ程度に短くなる。短い太陽黒点周期は通常、最も激しい太陽活動の急増をもたらすので、対応する短いオーロラ周期には最も激しい磁気嵐が伴う。太陽黒点に影響を与える約222年の永年周期には、オーロラの複製が存在すると言われている。一部の観測者が発見したと信じている55年半のより短い周期も、この2つの現象に共通しているようだ。さらに、一部の研究者が主張する約35年間の「重畳」期間も存在し、太陽黒点とオーロラの両方に影響を与えている。要するに、これらの偶然の一致は非常に多く、かつ重要なので、それらが明らかに導く結論を否定するには、確率論を完全に無視しなければならないだろう。
図:
スカンジナビアでオーロラのカーテンが見られる
しかし、それでも疑問は再び生じます。影響はどのように伝達されるのでしょうか。ここでアレニウスは再び、光圧によって太陽から遠ざけられる負の微粒子、つまりイオンの仮説を持ち出します。この仮説は多くのことを説明しているように思われ、太陽がオーロラを生み出す方法の説明としても提示します。彼はオーロラを黄道光と同じ系譜に位置づけようとします。この理論の適用を理解するには、まず地球が北極圏付近と南極圏付近にそれぞれ反対の磁極を持つ巨大な磁石であることを思い出す必要があります。すべての磁石と同様に、地球は「磁力線」に囲まれており、日食の写真で見た湾曲した光線のように、磁力線は極から始まり、最初はほぼ垂直に上昇し、徐々に曲がり、赤道のはるか上を通過し、最後に収束する束となって反対側の極に下降します。地球の自転軸は宇宙空間において太陽の方向とほぼ直角になるように配置されているため、負に帯電した粒子の流れが太陽から降り注ぐと(前の章を参照)、それらは地球の赤道付近に最も多く到達します。そこで粒子は、地球上空で最も高度が高く、かつ地表に対して水平な方向を向いている磁力線に遭遇します。実験室で実証された法則に従い、粒子は磁力線に沿って極に向かって移動します。赤道付近では、粒子が占める高度が非常に高いため、大気がほとんど存在しないため、発光しません。しかし、粒子が北極と南極に向かって進むにつれて、磁力線に沿って下降し始め、極で交わるようにカーブを描きます。そして、使い果たしたクルックス管に残っている大気と同程度の密度の大気に遭遇すると、陰極線を発して発光します。この光はオーロラを象徴するものと考えられており、巨大な真空管ライトの展示会に例えることができる。大学の実験室で学生時代を過ごし、オーロラを目にしたことがある人なら、色、形、振る舞いにおいて両者の類似性をすぐに認識するだろう。この類似性は、アレニウスが仮説を詳細に述べる以前からしばしば指摘されていた。
彼の興味深い理論を、オーロラ現象の可能性のある正しい説明以上のものとして扱うつもりはないが、いくつかの明らかにそれを裏付ける事実に注目しておきたい。その中でも最も顕著なのは、オーロラの平均発生数の季節変動である。3月と9月は他のどの時期よりも多く、6月と12月は少ないことが観察されている。さらに(これは理論に適用する上で微妙な検証となるが)、6月は12月よりもわずかに発生頻度が低い。さて、これらの事実はすべて、アレニウスの仮説によって容易に説明できると思われる。すなわち、(1) 太陽から放出される粒子は、主に黒点の存在によって励起が示される領域から来ると考えられており(これは、黒点が電離した蒸気の柱であるというヘイルの観察と一致する)、これらの領域は太陽赤道の両側に明確な位置を持ち、北または南に 5° または 10° 以内よりも近づくことはめったになく、両極に向かって 35° を大きく超えることはない。(2) 太陽の赤道は地球の軌道面に対して約 7° 傾いており、その結果、1 年に 2 回、すなわち6月と 12 月には地球が太陽赤道の真上に位置し、1 年に 2 回、すなわち、3月と9月、つまり地球が太陽赤道から最も北または南に位置するとき、地球は黒点帯の内縁上にあります。粒子は太陽から放射状に放出されると考えられるため、6月と12月に地球が太陽赤道上にあるときは、地球に到達する粒子はごくわずかですが、3月と9月に地球が黒点帯上、またはほぼ真上にあるときは、太陽表面のより活動的な部分の直射日光にさらされ、比較的多くの粒子が地球に到達します。これは、上で述べたことからわかるように、オーロラの発生頻度の観測された変動と完全に一致しています。6月に見られるオーロラの数が12月よりもやや少ないという事実も、地球が夏よりも冬に太陽に約300万マイル近くなるという既知の事実によって説明できます。地球に到達する粒子の数は、光の強度と同様に、距離の2乗に反比例して変化します。これらの偶然の一致は確かに非常に印象的で、累積的な力を持っています。この理論を受け入れるならば、現状では地球は太陽黒点の最も活発な領域の真上にはなく、したがって太陽が放出できる荷電粒子の最大衝突を受けることがないため、太陽の赤道の傾斜が非常に小さいことを喜ぶべきでしょう。波打つ垂れ幕、ちらつく色彩、行進する列を伴う絶え間ないオーロラのショーは、絵画的な観点からは問題ないかもしれませんが、極めて強い磁気嵐が何ヶ月も続いて、磁針を狂わせ、電信線やケーブル線を絶えず使用不能にし、「無線電信」への影響は言うまでもなく、地上生活の魅力を高めることはまずないでしょう。
図:
スカンジナビアでオーロラのアーチが見られる
アレニウスの仮説に関連して、他にも興味深い点がいくつかある。まず、彼の説明によれば、オーロラの発生数は、太陽側の地球表面が原子爆弾の直撃を受ける昼間に最も多くなるはずである。もちろん、オーロラの光は昼間には目に見えるほど強くはないため、視覚的な観測ではこれに関する情報は得られないが、磁気観測所の記録を参照することは可能であり、実際に参照されてきた。そして、それらの記録は、事実が理論と一致していることを示している。真昼の太陽光のベールの向こう側では、もし私たちがそれを見ることができれば、夜間のオーロラを凌駕するほどの壮麗なオーロラ現象がしばしば起こっていると考える十分な理由がある。また、観測によれば、オーロラは真夜中より前に多く発生することが分かっており、これはアレニウスが想定するような発生機序であれば当然予想される結果である。第二に、この理論は、オーロラが最も多く発生する年に上空の雲の形成がより頻繁に起こるという主張されている事実を説明する。なぜなら、雲は、大気中の浮遊粒子に水分が凝結することによって生じるものであり(全く塵のない大気では雲は発生しない)、太陽から来ると考えられるような負イオンが雲の形成現象において主要な役割を果たしていることが証明されているからである。
さらに、ほとんど神秘的な示唆を含むもう一つの特異な事実を挙げることができる。オーロラの光の舞いは、月がオーロラが現れる半球に存在しないときに最も頻繁に起こり、月が地球の赤道に対してかなり傾いた軌道を公転して、オーロラが出現していた半球に戻ってくると、オーロラは大部分が反対側の半球に逃げてしまうようだ。アレニウス自身も、オーロラの頻度と月の位置(赤道の北または南)とのこの奇妙な関係を発見し、次のように説明している。月は地球と同様に太陽からのイオンの流入にさらされているが、大気がほとんどないため、イオンは月の表面に直接降り注ぎ、非常に高い負の電位で月を帯電させる。その結果、月は地球の大気の上層部、つまり月の真下にある部分の電気状態に影響を与え、オーロラの出現の原因となる負の放電を大幅に抑制する。こうして、曙光の「奔放で気まぐれな精霊」は月を避ける。それはまるで、昼の神の目覚めを告げる鶏の声にハムレットの亡霊が逃げ出したように。
この仮説を裏付けると思われる証拠は他にもいくつかあるが、ここでは詳しく述べる必要はない。しかし、次の章では、この仮説のもう一つの応用例を紹介する。なぜなら、これは天文学上のあらゆる難問に対する万能薬のように思えるからである。少なくとも、太陽がどのようにして地球に電気的な影響を伝達するのかという疑問に対する、もっともらしい解決策を提示している。そして、この解決策は構想が非常に壮大で、提示するイメージも斬新であるため、たとえこの解決策が受け入れられたとしても、オーロラが人々の想像力に与える印象が少しも損なわれることはないだろう。
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彗星の奇妙な冒険
科学が誕生する以前の古代の恐怖や伝説、そして修道士や司祭によって神学的目的のために丹念に培われた暗黒時代の迷信は、彗星が人間の精神に及ぼす影響についての私たちの考え方を色濃く染めてきたため、多くの読者は、1843年の素晴らしい彗星の出現が、私たちの最も偉大な天文学機関であるハーバード大学天文台の設立につながったことを知って驚くかもしれない。確かに、彗星に関する迷信は半世紀前にも存在し、実際、今日でも存在しているが、この場合、空に現れた驚くべき光景は、恐怖を煽るよりも、知識への欲求を呼び覚ますのに効果的だったのだ。 16世紀においても、啓蒙思想家たちが彗星について抱いていた見解は、科学に対する人々の信頼を強く高める傾向があり、1682年に現れた彗星の動きを観察・研究したハレーの予言、すなわち、その彗星は太陽系の恒常的な一員となり、約76年周期で再び姿を現すだろうという予言と、その予言の成就は、それまで長らく蔓延していた迷信的な考え方に対する強い反発を生み出した。
図:
スウィフト彗星。1892年3月30日、アレキパにて撮影。
そして、彗星も惑星と同様に重力の法則に従うこと、多くの彗星が定期的に太陽の近傍(近日点)に戻ってくること、そしてこれらの彗星は惑星の軌道と異なる軌道を描いて移動しますが、その軌道は離心率が大きいという点だけが異なります。ただし、彗星には惑星のように全て同じ方向に太陽の周りを回るわけではなく、惑星系の平面内に留まらず、時には上から、時には下から平面を横切るという特異性があります。その他の彗星、特に「巨大」彗星のほとんどは、放物線軌道、あるいはごくまれに双曲線軌道を描いて移動しているように見えますが、これらの軌道は閉じた曲線ではないため、二度と戻ってきません。しかし、これらの軌道が極めて離心率の大きい楕円ではないか、また、数百年、あるいは数千年の時が経過した後、これらの彗星に続く彗星が再び現れない可能性も否定できません。この疑問は興味深い。なぜなら、もしすべての軌道が本当に楕円軌道であるならば、すべての彗星は太陽系の恒久的な構成員でなければならないが、そうでない場合は、多くの彗星は単なる訪問者であり、一度見られただけで二度と見られないからである。彗星がもともと侵入者であったという仮説は、確かに周期的な彗星がグループをなして巨大な外惑星と結びついているという事実から、ある程度の裏付けを得ているように見える。外惑星の引力は、彗星を楕円軌道に変え、太陽系に囚われの身にすることで、彗星を罠として利用したように見える。木星は、その巨大な質量と太陽系における支配的な位置のために、主要な「彗星捕獲者」であるが、彗星を捕獲するのは木星自身のためではなく、太陽のためである。しかし、彗星がもともと惑星系の境界の外から来たとしても、太陽の圧倒的な引力に屈する前に宇宙を自由にさまよっていたとは、決して言えない。既知の彗星の軌道の調査と理論的な考察を組み合わせた結果、一部の天文学者は、太陽が宇宙空間を移動する際に、厳密には太陽の領域に属するわけではないものの、太陽系を運ぶのと同じ広大な「宇宙の流れ」に乗って運ばれる彗星の質量を「途中で拾い上げる」という結論に至った。
しかし、もはや知的な人間で、巨大な彗星の出現が、偉大な支配者の死期が近いこと、壊滅的な戦争の勃発、あるいは邪悪な人類への恐ろしい疫病の到来を告げる天の兆しだと考える者はいない。しかし、科学自体が彗星に関する謎を発見しており、それらは、かつての非合理的な空想よりも知的であるからといって、魅力が劣るわけではない。この問題を正しく理解するために、彗星に関連する主な現象を見ていこう。
現在、彗星は通常、発見者以外には誰もその存在に気づかないうちに望遠鏡や写真乾板で「捉えられ」、その外観は非常に目立たないため、天文学者以外には見られないことが多い。しかし、「彗星」という言葉の威厳は非常に高く、こうした目立たない天体の発見とその後の動きは、誰もがその日のニュース記事として読み、たとえ理解していなくても、少なくとも宇宙で何が起こっているのかを知っているという感覚を抱く。しかし、真に偉大な彗星は全く異なる様相を呈する。それもまた、世界がそれを垣間見る前に宇宙の深淵から現れたところを検知されることが多いが、太陽に近づくにつれてその姿は驚くべき変化を遂げる。太陽の影響を受けて、太陽から遠ざかる方向に長く伸びる星雲状の光の尾を放ち、まるで強風に吹き飛ばされた旗のように見える。彗星が太陽に対してどのような位置にあるかにかかわらず、彗星は太陽の周りを周回する際に、尾を常に太陽の反対側に保っています。これは、すぐにわかるように、彗星の尾の性質に関して極めて重要な事実です。尾の形成が観察されるのとほぼ同時に、彗星の頭部に顕著な変化が起こります。ちなみに、頭部は、時折ではなく常に、彗星の最も重要な部分です。太陽に近づくと、頭部は通常収縮します。この収縮と同時に、一般的に核が現れます。これは頭部にある明るい星のような点で、おそらく彗星が持つ固体物質の全体を表していると考えられます。しかし、核でさえ均一な固体の塊で構成されている可能性は極めて低いと考えられています。もしそうであれば、彗星は惑星の近くを通過する際に、これまで見つかっているよりもはるかに恐ろしい存在となるでしょう。核の直径は、数百マイルから数千マイルまで変化する可能性があります。彗星の頭部は平均して直径2万5千マイルから10万マイルですが、中にはこの寸法をはるかに超えるものもあります。1811年の彗星は、これまで観測された中で最も壮大な彗星の一つで、直径は125万マイルにも達しました。一方、尾部は、その途方もない長さ(1億マイルを超えるものもある)にもかかわらず、極めて希薄で、「真空のように稀」であると考えられています。最も小さな星でさえ、その最も明るい部分を通して、輝きを失わずに光っているのが観測されています。
核が形成されると、太陽に向かって明るいジェットを噴出し始めます。核からは、太陽に向かって光の流れ、時には複数の光の流れも噴出し、実際の尾とは反対方向を向いた短い尾のように見えることがあります。断面で見ると半円または放物線に見える対称的な包囲体が核から太陽に向かって上昇し、同心円状の列を形成します。これらの端は尾に向かって流れ戻り、尾に物質を供給しているように見えます。通常、これらの噴出物と包囲体の形成には、核の激しい運動が伴い、核はねじれ、回転し、激しく揺れ動きます。時には核がいくつかの部分に分裂するのを目にします。いくつかの彗星の頭部全体が、太陽の周りを接近通過する際に分裂したことがあります。 1882年の彗星は、近日点通過後、当初の1つの頭部ではなく5つの頭部を持つようになり、それぞれの頭部には尾が生えていた。
分光器の登場により、天文学者は後年、彗星の光を分析することでその化学組成を研究できるようになった。当初、彗星で発見された物質は炭化水素化合物のみであった。これは明らかに、水素と炭素の何らかの結合が存在するガス状の外層に起因するものであった。このガススペクトルの背後には、核に起因すると考えられる微弱な連続スペクトルが発見された。核は太陽光を反射すると同時に、輝く固体または液体の光を発しているようである。その後、彗星のスペクトルにナトリウム線と鉄線が発見された。鉄の存在は、これらの天体の中には、その引力効果に関する観測結果が示唆するよりもはるかに質量が大きいものがあることを示唆しているように思われる。1908年のモアハウス彗星など、近年発見された彗星の中には、起源が不明な線がいくつか見つかっている。
19世紀まで遡らなくても、人類がこれまで目にした最も驚くべき彗星の記録を見つけることができます。1811年は、空からやってきた素晴らしい出来事にちなんで今でも「彗星の年」と呼ばれていますが、巨大な剣のような形をした彗星が世界中を驚かせ、17か月間も見え続けたため、迷信深い人々はナポレオンのロシア遠征の恐ろしい出来事の象徴とみなしました。この彗星は、その頭部が太陽そのものをはるかに凌駕するほど異常に大きいことは既に述べましたが、地球から太陽までの距離にも満たない距離でこれほどの輝きを放ったことでも注目に値します。しかし、かつて(1729年に一度だけ)地球からの距離の4倍よりも太陽に近づいたことがないにもかかわらず、空に恐るべき物体として現れた彗星がありました。ヤング教授が指摘したように、「そのような距離から見えるということは、それは巨大な彗星だったに違いない」。そして、1729年には高性能な望遠鏡は存在しなかったことを忘れてはならない。あの彗星は、まるで宇宙の幻影が太陽系を覗き込み、遠くから巨大な尾を引いて(もし他の彗星のように接近していたら、人類の記憶に残る天体現象になっていただろう)、そして向きを変えて広大な宇宙の深淵へと消えていくように、人々の想像力を掻き立てる。
1843年、非常に明るい彗星が現れ、真昼でも太陽のすぐそばで見ることができた。これはそのような現象が初めて確認された事例だったが、後述するように、それから40年も経たないうちに同様の現象が繰り返されることになる。
1858年の壮麗な彗星、通称ドナティ彗星は、今もなお多くの人々の記憶に残っています。肉眼でも望遠鏡でも、おそらく記録に残る中で最も美しい彗星だったと言えるでしょう。この彗星は、豊かな収穫の年を告げるものでもあり、フランスのブドウ畑では今もその記憶が語り継がれています。そこでは、大彗星がブドウを熟させ、栽培者の技量だけでは得られない独特の風味をワインにもたらすという言い伝えが根強く残っています。「彗星ワイン」と呼ばれるワインは、特定のセラーで大切に保管され、持ち主が客人に楽園の味を堪能させたいと思った時だけ、世に出るのです。
1861年には、非常に注目すべき彗星が現れた。それは奇妙なほど巨大で拡散した外観をしており、6月30日の夜に地球と太陽の間を通過した際に、その巨大な尾で地球を掃いたと考えられている。この出来事は、空に異常な量の散乱光が現れた以外には、他に知られている影響はなかった。
次に注目すべき彗星は、1880年の「大南彗星」で、北半球からは観測されませんでした。この彗星は1843年の有名な彗星とよく似た姿をしており、天文学者たちを大いに驚かせたことに、同じ軌道をたどっているように見えました。これは、類を見ない天文学的センセーションの幕開けとなりました。2年後、今度は南半球に別の輝かしい彗星が現れ、これもまた同じ軌道をたどったのです。この彗星は1843年と1880年の彗星と同一のもので、コロナ層を2度通過した際の抵抗によって回帰が早まったのではないかという驚くべき説が唱えられました。そして、この彗星は今にも急旋回して太陽に突入し、衝突によって生じる「熱の閃光」のために、人類にとって壊滅的な結果をもたらすのではないかと考える者もいました。神経質な人々は恐怖を感じたが、すぐに観測によってその危険は想像上のものだと証明された。彗星は太陽に非常に接近し、コロナ領域を200万~300万マイルも通過したに違いないが、その途方もない速度の減速は全く感じられず、前述のように損傷した状態で最終的に姿を消し、それ以来二度と現れていない。
そして、おそらく真実と思われることが認識された。すなわち、 3つの彗星(1843年、1880年、1882年)は同一の天体ではなく、同じ軌道を周回する3つの別々の天体であったということである。1668年に観測された彗星も同様の関係性を示す特徴を持っていたことも判明した。これらの4つの天体はかつて一つの塊を形成していたが、太陽の破壊作用によって分裂したというのが自然な推論であった。1882年の彗星が近日点通過中に明らかに引き裂かれ、分離した状態で宇宙空間に後退したという事実が、この仮説を裏付けるものとなった。しかし、ジョージ・フォーブス教授は、元の彗星の塊の分裂は、おそらく木星よりも大きく、地球から太陽までの距離の100倍の距離に位置し、1000年の周期で公転する未知の惑星によって引き起こされたという説を唱えている。彼は、元の彗星は1668年の彗星ではなく、1556年に観測されたもののその後「行方不明」になった彗星であり、1700年頃に想定される惑星との遭遇によって崩壊したと推測している。あらゆる観点から見て、彗星は実に並外れた冒険家と言えるだろう!
1882年の彗星は、1843年の彗星と同様に、太陽に非常に近い位置で昼間にも観測できたという点で特筆すべきものでした。太陽円盤にほぼ接触した状態で発見された経緯は劇的です。この彗星は、9月17日の近日点通過のわずか数週間前に南半球で発見され、その日の午前中、イギリスのコモン博士と喜望峰のエルキン博士とフィンレイ氏によって、太陽にほぼ接触している状態で観測されました。それは、翼を広げたまばゆいばかりの白い鳥のように見えました。南半球の観測者たちは、彗星が太陽に突入するのを見届けましたが、彗星は瞬時に姿を消しました。実際には、彗星が近日点を通過する際に、地球と太陽の間をちょうど通過したのです。翌朝、彗星は太陽の反対側のあらゆる場所から観測され、その後3日間、太陽円盤から徐々に遠ざかりながら、その状態で見え続けました。その後、それは日の出前の朝の空に北の観測者から見えるようになり、不吉な剣型の尾を振りかざしていた。もしそれが夕方の空にあったなら、何億もの人々を驚嘆させたであろうが、その位置ゆえに、実際にそれを目にした人は比較的少なかった。
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ダニエルズ彗星。1907年8月11日
彗星の研究に写真技術を応用することで、そうでなければ見過ごされていたであろう、あるいはせいぜい疑わしいままだったであろう多くの興味深い詳細が明らかになった。特に、尾の正確な形状だけでなく、尾が経験する驚くべき変化も明らかになった。1893年にバーナード教授が撮影したブルックス彗星の写真は、尾の形状の異常な変化を明らかにしたことから、彗星が宇宙空間で一連の障害物に遭遇し、尾が奇妙な形に曲がったりねじれたりしていたことを示唆している。読者は、10月21日の夜に尾が奇妙な形に変形していたことに気づくだろう。彗星が通過した流星群が、尾にこのような変形を引き起こした可能性がある。1907年のダニエルズ彗星の写真では、尾に奇妙な縞模様が見られる。写真に写っている短い明るい筋は、星が静止している状態で撮影望遠鏡が彗星の動きを追跡するように調整された結果、星の像が線状に引き伸ばされたものであると考えられる。
しかし、彗星の冒険は未知の障害物との遭遇の可能性だけにとどまりません。私たちは、巨大惑星、特に木星が彗星の運動に頻繁に干渉するという事実に言及しました。この干渉は、彗星の軌道が放物線から楕円へと最初に変化するだけでなく、時には何度も繰り返され、混乱した彗星をあらゆる離心率の楕円軌道に変えてしまいます。この種の惑星のいたずらの有名な例として、レクセルの行方不明の彗星の話があります。この彗星は1770年に初めて観測されました。調査の結果、5年半ごとに近日点に戻る軌道を描いて移動していることが分かりましたが、それ以前には一度も観測されたことがなく、その後も何度も捜索されたにもかかわらず、一度も観測されていません。ラプラスとルヴェリエは、1767年にこの彗星が木星に非常に接近し、その衛星の軌道に巻き込まれたことを数学的に証明しました。それまでの軌道は不明だが、その時、巨大惑星は侵入者を捕らえ、短い楕円軌道に放り込み、まるで逮捕された放浪者のように、太陽の法廷で判決を受けるために送り出した。この旅で、彗星は地球から150万マイル未満の距離を通過した。木星が刻み込んだ軌道の形状からすると、すでに述べたように、約5年半で地球に戻ってくるはずだった。しかし、1770年直後、彗星は再び木星に接近するという不運に見舞われ、木星は太陽の寛大さに不満を抱いたのか、あるいは見知らぬ彗星の親しげな態度に憤慨したのか、彗星を捕らえて太陽系外に投げ出した。少なくとも、太陽の直射日光を浴びる家族の一員として二度と戻ってこられないほど遠くへ放り出したのだ。また、木星が敬意を欠いた態度で接近してきた小さな彗星を容赦なく撃退した例は、これが初めてではない。
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ブルックス彗星。バーナード撮影、1893年10月21日
木星が太陽の番犬としてこれほど顕著に果たしている役割は、もう少し詳しく考察する価値がある。比喩を変えて、宇宙を旅する太陽を、偵察機に囲まれた雄大な戦艦に例えてみよう。小型の宇宙船(彗星)は、艦隊によって追い越されると、木星を長とする斥候隊に引き渡され、艦隊に同行させられるが、すべてが強制されるわけではない。奇妙な彗星が木星の船首を横切ろうとすると、木星はそれを引き寄せ、太陽を焦点とする比較的小さな楕円軌道に投げ込んで捕獲する。それ以降、レクセルの不幸な彗星のように、木星に再び遭遇してより遠い軌道に逸らされない限り、決して逃れることはできない。現在、約30個の彗星がこのようにしてこの巨大惑星に捕らえられたことが知られており、それらは「木星の彗星ファミリー」と呼ばれている。しかし、その一方で、さまよう彗星が惑星の主任斥候の航跡を横切ると、主任斥候は単にその動きを加速させて追い払い、宇宙空間へと進路を変えさせる。彗星が流星に変化する過程については次の章で考察するが、ここでは、木星の彗星群の一つであるビエラ彗星の奇妙な運命について簡単に触れておこう。この彗星は、捕獲対象である木星に接近する際に大胆になりすぎたため、軌道を数回周回した後、粉々に引き裂かれ、流星群へと姿を変えてしまったのだ。
さて、彗星の尾の謎に戻りましょう。彗星の尾を神秘的と呼ぶことが十分に正当化されるのは、ジョン・ハーシェル卿の宣言によって証明されています。彼は「この現象には、自然界の深遠な秘密と謎が関わっている」と断言しており、この深遠な秘密と謎はまだ完全には解明されていません。しかしながら、アレニウスの万能の仮説は、再び私たちにいくらかの助けを与えてくれます。アレニウスによれば、彗星の尾は光の圧力のもう一つの結果にすぎません。読者は、この理論が黄道光やオーロラに適用されたことを思い出すでしょう。私たちが今扱う形では、彗星が太陽に近づくと、太陽の熱によってその核で蒸気の噴出が起こるという仮定がなされています。これらは当然ながら太陽に直接さらされる側で最も活発に活動するため、太陽側の核を囲む巨大な輝くエンベロープが現れる。このようにして放出される炭化水素粒子、あるいは微細な塵の状態にある固体炭素粒子の中には、太陽からの光波によって押し流されるのにちょうど良い大きさの粒子が多数存在する。このような粒子の雲は、前進する彗星の後ろに流れ出し、尾のように見える。これが、彗星の尾が常に太陽から遠ざかる方向を向いている理由であり、また、尾の形状が多様であることや、尾が受ける驚くべき変化も説明できる。光波によって押し流される粒子の速度は、その大きさと重さに依存し、同じ大きさの粒子の中で最も軽いものが最も速く移動する。集積によって特定の粒子が成長し、速度を失って尾に塊状の構造が現れることがある。これは観測されている現象である。この仮説は、彗星の尾を3つの主要なクラスに分類したブレディチンの研究とも一致する。(1)長くまっすぐな光線のように見えるもの、(2)湾曲した羽根や三日月刀の形をしたもの、(3)短く、ブラシ状で、彗星の軌道に沿って急激に後方に湾曲したもの。最初のタイプでは、反発力は重力の12~15倍、2番目では2~4倍、3番目では約1.5倍と計算されている。まっすぐな尾は水素原子が既知の原子の中で最も軽いため水素によるものとし、剣状の尾は炭化水素によるものとし、ずんぐりとした尾は蒸発した鉄によるものとしている。尾を押し出す力がアレニウスが想定している力であれば、これらの付属物の形状はブレディチンの理論が要求するものと一致することがわかるだろう。同時に、いくつかの彗星が持つ複数の尾についても説明が得られる。例えば、1744年の彗星は、かつては7本もの尾を、大きく湾曲したブラシ状に後ろに伸ばしていた。1858年のドナティの彗星も少なくとも2本の尾を持ち、主となる尾は剣状で、もう1本は長く細く、概してまっすぐだった。ブレディチンによれば、まっすぐな尾は水素で構成され、もう1本の尾は水素よりも原子が重い何らかの炭化水素で構成されていたに違いない。そのため、光波の嵐に吹き飛ばされると、作用する力の合力に応じて曲がったのである。1744年の彗星の7本の尾は、その複雑な構成を視覚的に示す一種の図であり、彗星の構成要素についてもう少し知識があれば、それぞれの尾の曲率から、その彗星がどのような7つの物質で構成されていたのかを正確に判断できたかもしれない。
これらの理論が読者にとって荒唐無稽に思えるとしても、少なくともそれらが説明しようとしている現象と比べれば、決して荒唐無稽なものではない。
XI
流星、火球、隕石
天が人類の心を震え上がらせた最も恐ろしい光景の一つは、1833年11月13日の夜に起こった。その夜、嵐に見舞われた北アメリカ大陸は、夜10時頃から夜明けまで、絶え間なく降り注ぐ火の雨に見舞われた。
彗星の破片が地球に衝突した。
しかし、何が起こったのかの意味が解明されたのは、ずっと後のことだった。他の人々と同じように驚愕しながらこの素晴らしい光景を見守った天文学者たちにとって、それは前例のない「流星群」だった。彼らは当時、これらの流星がかつて彗星の頭部を形成していたとは想像もしていなかった。真相が明らかになったのは、1年後、イェール大学のデニソン・オルムステッド教授が、流星群はすべて太陽の周りを平行な軌道で運動しており、これらの軌道が、あの記憶に残る11月13日の夜に地球がたまたま位置していた地点で地球の軌道と交差していたことを証明した時だった。オルムステッド教授は、地球に遭遇した流星群が拡散彗星を形成した可能性さえ示唆したが、それらが彗星の残骸であるという事実が完全に認識されたのは、その後のさらなる調査の結果だった。秘密の鍵は、その光景そのものの中に明白に示されており、恐怖に震える何千人もの目撃者は、理解することなくそれに気づいていたのである。それは頭上で開いた炎の傘で、空を覆っていた。言い換えれば、流星はすべてしし座の特定の一点から放射状に現れ、冬の嵐の雪片のように無数に、燃えるような筋で空を染めた。オルムステッド教授は、流星が固定点から放射状に現れるのは遠近法の効果であり、それ自体が流星が地球に遭遇したときに平行な軌道を描いて移動していたことの証拠であることを示した。1832年11月の同じ日に、これと似ているが、はるかに輝きの劣る流星群があったことが注目され、これらは同じ流れに属していたと正しく結論付けられたが、現象の真の関係はすぐには理解されなかった。オルムステッドは、流星が6か月ごとに太陽の周りを一周し、毎年11月13日に地球の軌道と交差すると考えた。しかし、後の研究者たちは、実際の周期は約 33 年 4分の 1 年であることが判明し、したがって、この大規模な流星群は 1 世紀に 3 回出現するはずであり、その再出現は 1866 年に確実視されていた。大規模な流星群の 1 年前の 1832 年に流星群が現れたのは、流星が宇宙で形成した流れの長さが非常に長かったためであると考えられた。その流れは非常に長く、地球の軌道を横切るのに 2 年以上かかった。1832 年に地球は流れの比較的まれな部分に遭遇したが、1833 年に再びその交差地点に戻ったときには、流れの最も豊富な部分が地球の軌道を横切って流れているのを発見した。この説明も正しいことが証明され、1866 年に予測された再出現は実際に目撃されたが、その規模は 1833 年よりはるかに小さかった。1867 年にも再び出現した。
図:
隕石列の興味深い形状
図1~6は、北斗七星付近を通過した隕石が残した列の変化を示しています。図7は、おとめ座で見られた列の変化と漂流を示しています。図8は、1909年2月22日に北極星付近を通過した隕石の特異な列です。(『ラ・ナチュール』より)
その間、オルムステッドの流星と彗星の関係についての考えは、スキアパレッリらの研究によって正しいことが証明された。彼らは、11月の流星だけでなく、毎年多かれ少なかれ多く見られる8月の流星も、よく知られた彗星の軌道をたどっており、間違いなくそれらの彗星と同じ起源を持つことを示した。言い換えれば、彗星と流星群はどちらも、おそらく太陽の作用、あるいは接近した惑星の作用によって分裂した元の質量の残骸であった。8月の流星が毎年周期的に現れるのは、分裂が非常に昔に起こったため、流星が軌道全体に散らばり、その結果、地球が毎年その交点に到達する際に、それらの流星の一部に遭遇するからだとされた。その後、ルヴェリエは、11月の流星群に関連する最初の彗星は、おそらく西暦126年に天王星の影響でこの系にもたらされたものであることを示した。その後、アレクサンダー・ハーシェルは、76もの流星群(そのほとんどは目立たないものだった)の軌跡を彗星の軌跡と同一視した。さらに最近のWF・デニング氏の研究では、流星群や流星系に属さない流星は、おそらく彗星の塊の崩壊によって形成されたものである可能性が高いとされている。空を横切る一見散発的な流星、いわば「夜の迷える魂」でさえ、非常に広範囲に散らばった流星群の一員であり、地球がその軌道がある宇宙領域を通過するのに数週間かかることもある。
11月の流星群は1899年と1900年に再び壮大な光景を見せるはずだったが、それが実現しなかったため、当初は大きな失望を招いた。しかし、流星群が見られなかったのには正当な理由があったことが明らかになり、事態は落ち着いた。1867年の最後の出現以降、流星群は木星と土星の引力によって軌道が乱され、以前のように地球の軌道と交差しなくなったことが判明した。11月の流星群の大部分が、再び惑星の干渉によって地球の軌道と交差する地点に戻ってくるかどうかは、今後の研究で明らかになるだろう。11月の流星群には複数の平行な流れがあり、8月の流星群のように、その一部は地球の軌道全体に分布しているため、毎年11月中旬にはそのうちのいくつかを見ることができると考えられる。
ここで、彗星の崩壊と流星群の形成に関する非常に注目すべき例を見ていきましょう。1826年、オーストリアのヨーゼフシュタットのビエラは、自分の名前が付けられた彗星を発見しました。計算によると、この彗星の公転周期は約6年半で、木星の「ファミリー」に属していました。1846年の回帰の際、突然2つに分裂し、観測者たちを驚かせました。こうして1つの彗星から形成された2つの彗星は、約16万マイル離れ、その後、シャム双生児のように奇妙な紐でつながれた状態で並んで進み、惑星間空間で一緒に消えていきました。1852年に再び現れた2つの彗星は、まだほぼ並んでいましたが、距離は125万マイルにまで広がっていました。その後、1872年に驚くべき出来事が起こるまで、天文学者たちは周期が繰り返されるたびに彗星を探しましたが、見つけることはできませんでした。 11月28日の夜、地球が行方不明の彗星の軌道面を横切る時、北の空からまばゆいばかりの流星群が降り注ぎ、彗星が辿るはずだった軌道とほぼ同じ経路をたどった。天文学者たちは興奮に包まれた。ゲッティンゲンのクリンカーフュースはマドラスのポグソンに電報を送り、「ビエラが地球に接触した。ケンタウリ星団のシータ付近を探せ」と伝えた。ポグソンは指示された場所を探し、南の空へと後退していく彗星の塊を目撃したが、それはすぐに視界から消えてしまった。
図:
高度100キロメートルまでの大気断面図。
隕石や流星が出現する平均高度を示しています。下には、エベレスト山の標高、M・ベルソンによる有人気球の最高到達高度、巻雲の高さ、自由気球の最高到達高度、そして1883年のクラカタウ火山の噴火で噴出した火砕流の雲が到達した高度が示されています。(『ラ・ナチュール』より)
それ以来、ビエラ流星群は天空の周期的なスペクタクルとして認められており、1846年に2つに分裂して崩壊し始めた行方不明の彗星の一部であることに疑いを持つ者はほとんどいない。彗星自体はそれ以来一度も観測されていない。アンドロメダ座から放射状に広がることから「アンドロメダ流星群」とも呼ばれるこれらの流星群の最初の出現は、小さな火花のシャワーの中に飛び込む多くの火球の非常に明るい輝きで注目に値するものであり、その中には満月と同じくらいの大きさのものもあったとされている。これらの流星が地球に到達したことは知られていないが、1885年に同じ流星群が出現した際に、メキシコ北部のマサピルに流星塊が落下した(現在はウィーン博物館に所蔵されている)。多くの人が、これは実際にはビエラ彗星の元の破片ではないかと考えている。これが、我々の主題の2番目の枝である。
流星や流れ星よりも稀で、しかも驚くべき現象である巨大な火球は、時折空を駆け抜け、その眩い光で地上の景色を照らし、火花の尾を残し、爆発時にはしばしば雷鳴を轟かせ、多くの場合地上に落下して数インチから数フィートの深さまで土に埋まり、熱く煙を上げている状態で何度も回収されている。これらの火球はボリドと呼ばれることもある。空を横切る際には球形に見えることが多いが、実際には球形ではなく、その形状は断片的で、時には幻想的である。その起源は真の流星とは異なると考えられており、月の巨大な火山から発生した、あるいは噴火性隆起の形成に伴う巨大な爆発の際に太陽から放出されたという説さえある。同様の理屈で、それらのいくつかは遠い星から来たものだと考えられるかもしれない。また、それらは起源不明の宇宙をさまよう天体であり、地球が旅を続ける中で遭遇するものだと推測する者もいる。ケルビン卿は、その想像力の豊かさゆえに古典となった説を提唱した。すなわち、生命の最初の芽は、これらの天体の一つ、つまり「爆発した惑星の破片」によって地球にもたらされたのではないかという説である。
天文学者や科学者全般が、固体の物体が空から降ってくる可能性を認めるのが最も遅かったというのは、実に奇妙な事実である。人々は古くからそのような現象の現実性を信じていたが、学者たちは首を横に振り、迷信だと片付けた。科学的に証明された事例が知られていなかったこと、そして空から降ってきたと一般的に信じられている石が崇拝や迷信的な崇敬の対象となっていたことを考えると、これはそれほど驚くべきことではない。こうした事実は、それらを科学的に信憑性のあるものにするには不向きだった。メッカのカアバ神殿に吊るされている有名な「黒石」は、天からの贈り物とされる石の一つであり、古代トロイの「パラディウム」もまたその一つである。また、ドイツのエンシスハイム近郊に落ちた石は、宗教的に崇敬される対象として教会に安置された。古代には落石に関する多くの伝説が存在し、中には想像力によって奇妙に変容したものもあった。例えば、コリントス地峡に空から降りてきたとされる「ペロポネソスのライオン」などである。しかし19世紀初頭の1803年、フランス北部のレグルで実際に大量の落石が発生し、今度は天文学者たちがこの現象に注目し、科学的に調査を行った。この時、数千個もの奇妙な物体が空から降り注ぎ、広範囲に散乱し、いくつかの建物にも直撃した。4年後、コネチカット州ウェストンでも再び落石が発生し、数千人が被害を受けた。どちらの場合も地元住民は大きな不安に襲われたが、それも当然だろう。青く澄んだ空が突然、人間の家に向かって固体のミサイルを投げつけてくるのを見る以上に恐ろしいことがあるだろうか?これらの出来事の後、最も懐疑的な人々でさえもはや疑うことは不可能となり、「エアロライト」または「隕石」の本格的な研究が始まった。
最初に認識されたことの一つは、火球は、一部の人が考えていたような気体の噴出物ではなく、飛行中の固体隕石であるという事実でした。火球は飛行中に空中で燃え、時には、おそらく地上に到達する前に完全に燃え尽きます。地球の大気圏に突入する前の速度は、惑星の軌道上の速度、つまり毎秒20~30マイルに等しく、この事実は、太陽が火球を支配する中心的な力の源であることを証明しています。空中での燃焼は説明が難しくありません。摩擦熱によって火球は急速に白熱します。計算によると、毎秒約1マイルの速度で空中を移動する物体は、大気との摩擦によって表面上「赤熱」の温度に達します。速度が毎秒20マイルであれば、温度は数千度になります。これは、地球の大気圏に突入する隕石の状態です。摩擦が作用し始めてから数秒以内にその表面は液化し、溶けて蒸発した部分は後方に掃き出され、巨大な火球の後に続く火花の列を形成します。しかし、隕石の列に関連する現象で、満足に説明されていないものが1つあります。それは、それらが長時間持続し、風に流されて漂い、回転しながらも、燐光を放ち続けることです。問題は、この光はどこから来るのかということです。それは熱のない光でなければなりません。なぜなら、列を構成する微細な塵や蒸気は、長時間発光させるのに十分な熱を保持できないからです。この種の非常に注目すべき出来事が1909年2月22日に起こりました。このとき、イングランド南部上空を通過した巨大な火球が、2時間にわたって見える列を残し、それが空気の流れに流されてさまざまな奇妙な形をとりました。
図:
飛行中に撮影された流星の写真
しかし、隕石は大気圏に突入する際の途方もない速度にもかかわらず、すぐに比較的穏やかな速度まで減速されるため、消える頃には通常、秒速1マイル以下の速度で移動している。多くの隕石の軌道は、軌道上のさまざまな地点に配置された観測者によって追跡されており、それによって、飛行中の地上からの高度と、目に見える軌道の長さが分かっている。隕石は一般的に高度80マイルまたは100マイルで出現し、地上5マイル以内に降下した後は、観測者が着弾地点の近くにいる場合を除いて、めったに目に見えることはない。着弾地点の近くにいる場合は、実際に落下を目撃することができる。多くの場合、隕石は高高度で爆発し、その破片は榴散弾のように地表に散乱し、時には数平方マイルの範囲を覆うが、もちろん密集してはいない。同じ隕石の異なる破片が、数マイル離れた地点に地上に到達することもある。大気圏における観測された軌道の長さは、50マイルから500マイルまで様々である。空中に飛び立った後、長時間飛行を続ければ、たとえ最大のものでもおそらく燃え尽きてしまうだろう。しかし、その高速性ゆえに燃え盛る軌跡は短く、熱が内部まで浸透する時間がない。そのため、落下直後に回収されたものの中には、内部が氷のように冷たかったものもある。地上に到達した後の大きさは様々で、数トンにも及ぶものも知られているが、大多数はわずか数ポンド、多くは数オンス程度である。
隕石には石質隕石と鉄質隕石 の2種類があります 。前者は後者の20倍の数ですが、多くの石質隕石にも鉄の粒が含まれています。鉄質隕石にはニッケルがよく見られるため、あの恐るべき合金であるニッケル鋼は宇宙の産物と言えるかもしれません。隕石からは炭素や「太陽の金属」ヘリウムなど、約25種類の化学元素が発見されています。ヘリウムの存在は、隕石の起源という問題と関連して非常に示唆に富んでいます。鉄質隕石は、ほぼ完全に金属鉄とニッケルで構成されていますが、その他に水素、ヘリウム、二酸化炭素を含んでいます。これらのガスが鉄に吸収されたと考えられる唯一の方法は、溶融状態または気化状態の鉄が、それらで構成された高温高密度の大気に浸されたことであり、このような状態は太陽や恒星の外層にしか存在しないことがわかっています。
キャニオン・ディアブロ鉄隕石に炭素が存在することは、非常に特異な状況、まさに「科学のおとぎ話」とも言える出来事を伴います。場合によっては、炭素がダイヤモンドに変化しているのです!これらの隕石由来のダイヤモンドは非常に小さいものの、紛れもなくダイヤモンドであり、電気炉を用いてモアッサンが生成した小さな黒い宝石と多くの点で類似しています。これらのダイヤモンドが鉄隕石の中に埋め込まれた状態で発見されたという事実は、後者の起源が太陽または恒星であるという仮説を支持するもう一つの根拠となります。これを理解するには、モアッサンがダイヤモンドを生成した方法を思い出す必要があります。それは、炭素を含む鉄の塊に、高温、高圧、そして急激な表面冷却という一連の作用を組み合わせることによって行われました。最終的に鉄を割ってみると、そこには小さな黒いダイヤモンドが詰まったプリンのようなものが見つかったのです。 15年以上前にフィラデルフィアでキャニオン・ディアブロ隕鉄の破片を研磨した際、研磨ホイールが粉々に砕け散り、その損傷は塊の中に散りばめられた微細なダイヤモンドによって引き起こされたことが判明した。では、これらのダイヤモンドはどのようにして形成されたのだろうか?太陽やシリウスがそれらを準備した実験室だとすれば、その形成過程を垣間見ることができる。太陽や恒星には、熱、圧力、そして大量の蒸発した鉄が存在する。大規模な太陽フレアが発生すると、炭素を吸収した鉄の塊が、戻ることができないほどの速度で宇宙空間に放出されることがある。宇宙の恐ろしい寒さに投げ込まれた鉄の表面は、モアッサンが準備した鉄を水に投げ込んで冷却したように、急速に冷却され、内部に必要な応力が生み出され、鉄が固化するにつれて、含まれていた炭素が結晶化してダイヤモンドとなる。この説明に真実の片鱗が含まれているかどうかはともかく、鉄隕石が現在のような形で生成されたわけではないことは明らかだ。鉄隕石はかつて、現在よりもはるかに質量の大きい天体の一部だったに違いない。
隕石の落下は、地球の住民にとって、数的には取るに足らないものの、無視できない危険をもたらす。歴史記録によれば、これらの天体によって人が死亡した事例は、おそらく3、4件しかない。しかし、非常に効果的な盾として機能する大気による保護がなければ、危険は間違いなくはるかに大きくなるだろう。大気がなければ、より多くの隕石が地上に到達するだけでなく、衝突時の衝撃力も格段に大きくなる。なぜなら、すでに述べたように、隕石の本来の速度の大部分は空気抵抗によって失われるからである。数トンもの重さがあり、秒速20マイルから30マイルの速度で地球に衝突する隕石は、おそらく恐ろしいほどの被害をもたらすだろう。
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北側の縁からクーン・ビュート火口を眺める
近年の調査で、このような出来事が実際に北アメリカで起こったことが証明されたと思われるのは、特異な事実である。おそらく1000年から2000年前のことだろう。この大災害とされる場所は、アリゾナ州中北部のクーン・ビュートで、円形の高台または小山の真ん中にほぼ円形のクレーターがある。クレーターの直径は4000フィート強で、周囲の縁は、隆起した地層と噴出した岩片で形成され、平原から最高地点で160フィートの高さまでそびえている。クレーターの深さは約600フィート、つまり縁から目に見えるクレーターの底までである。クーン・ビュートのすぐ近くで火山活動が起こったという証拠はない。クレーターを形成した岩石は、水平な砂岩と石灰岩の地層で構成されている。3億トンから4億トンの岩片が剥がれ落ち、その大部分が何らかの原因でクレーターの外に投げ出された。これらの破片はクレーターの周囲に同心円状に分布しており、大部分はクーン・ビュートとして知られる高地を形成している。この地域は、周囲に散らばって発見された隕鉄の塊、通称「キャニオン・ディアブロ」隕石で20年近く有名である。ニッケル鉄と少量のプラチナからなるこれらの塊の1つが、合計で約10トン回収され、世界中のさまざまな収集家に販売されているが、前述のように、埋め込まれたダイヤモンドの切削力によってフィラデルフィアの研磨工具を破壊した。これらの隕鉄は、同心円状にクレーターの丘の周囲に散らばっており、最大で約5マイルの距離に及ぶ。1896年に、巨大な隕石が落下してこの層状岩石 中の特異な孤立クレーターを作った可能性があるという提案が初めてされたとき、それは信じがたい笑みで迎えられたが、それ以来、この問題は異なる様相を呈している。 D.M. バリンジャー、B.C. ティルグマン、E.J. ベニット、S.J. ホルシンガーによって設立されたスタンダード・アイアン社は、1903 年にこの自然の驚異の所有者となり、クレーター内部に深い坑道を掘り、穴を掘削し、山の斜面にも溝を掘りました。そして、彼らの調査の結果、隕石起源説が正しいことが証明されました。(フィラデルフィア自然科学アカデミー紀要に掲載された論文を参照。)1905 年 12 月、米国地質調査所がこのクレーターは蒸気爆発によるものだと信じていたのは誤りであることが証明されました。それ以降、さらに多くの裏付けとなる証拠が発見されています。掘削によって、クレーターの底から 600 ~ 700 フィートの深さまで、砕石と混ざった紛れもない隕石起源の物質が発見され、その多くが山の外側の斜面に噴出した岩石の破片と混ざっているのが見つかりました。これは、この巨大なクレーターの形成と隕鉄の落下という 2 つの出来事が同時期に起こったことを完全に証明しています。クレーターの底に設置されたドリルは、多くの場合、未変質の水平な赤い砂岩層に1000フィート以上深くまで送られましたが、この深さ(700フィート、または周囲の平野のレベルから1100~1200フィート下)より下では隕石物質は発見されませんでした。この深さは掘削限界付近と考えられています。現在、クレーターに流れ込んだ水のために縦坑を掘ることは不可能です。この水は細かく粉砕された砂岩とともに、クレーターの目に見える底面から約200フィート下で非常に厄介な流砂を形成しています。この水をポンプで除去すれば、縦坑や坑道を使ってクレーターの深部を容易に探査できるようになります。壁を構成する岩層(砂岩と石灰岩)は、大砲の弾のように地球を貫いた巨大な物体によって激しくひっくり返されたように見えます。このクレーターの全体的な形状は、鋼鉄製の弾丸が装甲板に撃ち込まれた跡に驚くほどよく似ている。ティルグマン氏は、直径約500フィート、秒速約5マイルの速度で飛来した隕石が、この場所で見つかったような岩石に衝突した場合、まさにこのような穴を開けただろうと推定している。衝突した岩石はいくらか融合し、その熱で岩石中の微量の水分から蒸気が発生した。その結果、地中深くからかなりの量の溶融石英(元の砂岩)と、無数の溶融ニッケル鉄(元の隕石)の粒子または火花が発見された。この大きさの弾丸が地球の岩石質の外殻に1100~1200フィートも貫通すれば、数百マイル離れた場所でも感知できるほどの衝撃を与えたに違いない。
図:
クーン・ビュート火口の南側にあるトレイル
衝突時に想定される隕石の速度が非常に大きかったのは、おそらくほぼ垂直に落下したためと考えられる。実際、地球の岩石質の地殻に円形のクレーターを形成した。この場合、大気抵抗による減速は、より低い角度で大気圏に突入し、数百マイルも先まで飛んでから地球に落下する際に摩擦によって元の運動がほぼ失われる隕石よりも少なかっただろう。グリーンランドのケープヨークで発見されたピアリー鉄隕石や、メキシコのバクビリトで発見されたほぼ同サイズの隕石など、巨大な隕石の中には、地球に衝突した際にわずかにしか貫通しなかったものもある。これは、落下する前に空中を水平方向に長く進んだと仮定することで説明できる。その結果、元の速度がほぼ失われ、最終的な落下距離内で重力によって与えられる速度とほぼ同等の速度で地面に落下することになるだろう。ハンガリーのクニャヒニャに落下した重さ660ポンド(約300キログラム)の隕石は、垂直方向から27度の角度で着弾し、地面に11フィート(約3.4メートル)の深さまで食い込んだ。
クーン・ビュート隕石は、数千年前に落下したのではないかという指摘がある。これは、地質学的証拠が、この出来事が5000年以上前に起こったという仮説を支持している一方で、クレーターの斜面に生えている杉の木の年輪は、それらが約700年前からそこに存在していたことを示しているという事実に基づいている。ウィリアム・H・ピッカリング教授は最近、これを、1029年にエジプトのカイロで「多くの星が大きな音を立てて通過した」と記した古代の年代記と関連付けた。彼は、カイロはクーン・ビュートから大円で約100度離れているため、クレーターを作った隕石が、平行線上を移動しながら地球に遭遇した同様の天体の群れの1つであった場合、それらのいくつかはカイロで地球の表面に接するように空を横切った可能性があると指摘している。年代記に記された光景が隕石によって引き起こされた可能性は極めて高いと彼は考えている。なぜなら「大きな音」について言及されていることから、隕石は知覚できる音を伴う唯一の天体現象だからである。ピッカリング教授は、この想定される巨大な隕石の群れが地球に衝突した彗星の核を形成した可能性があると推測しており、既知の10個の最大の隕石のうち、少なくとも7個がクーン・ビュートから900マイル以内で発見されたという事実に、その考えの裏付けを見出している。その彗星の歴史をたどり、無邪気な旅の途中でそれを捕らえ、地球に正確に投げつけた悪意のある惑星が何であるかを突き止めることができれば興味深いだろう。この注目すべきクレーターは世界で最も興味深い場所の1つである。なぜなら、宇宙から来た鉄の頭を持つ彗星のような質量が地球に衝突したという記録は全くないからである。今後行われる火口深部の探査結果は、大きな関心をもって待たれるだろう。
XII
月の破壊
共感的な気分になると、人はある種の痛切な優しさで、すり減った月の顔を見つめる。あの小さな「化石の世界」(これもまた母なる地球の子)は、短い激動の生涯の恐ろしい傷跡を負っており、その光景は憐れみの気持ちを呼び起こす。月は望遠鏡の驚異の国である。そびえ立つ山々、その「誇り高くそびえる峰々」は墨で描かれたかのような影のシルエットを落とす。なだらかな丘陵が連なり、巨大な山脈に囲まれた広大な平原。風に吹かれた波の閃光を期待して見つめる楕円形の「海」。アルプスの海側の麓にある魅惑的な「湾」や窪地。ジブラルタルよりもはるかに強大な守護の高地の間を通る広い海峡。カシミール渓谷のように山々に囲まれたロケットのような谷。ヴェスヴィオ山、エトナ山、コトパクシ山の誇大広告に思わず笑みがこぼれる巨大なクレーター。山や峡谷、谷をローマ街道のように何の気兼ねもなく横切る奇妙な白い道。これらすべてが、見る者に、自分が本当に別の世界、私たちの世界に似た世界を見ているという抗いがたい印象を与える。しかし、ポンペイがナポリに似ていないのと同じように、私たちの世界とは全く似ていない。空気も、水も、雲も、生命も消え去り、残っているのは骨組みだけ。それは、人類の知識の範囲において類を見ない宇宙的悲劇の、無言ながらも雄弁な証人なのだ。
月がかつて知的生命体の拠点であったとしても、それが現代まで続かなかったことを残念に思わずにはいられません。すぐそばにあるこの別の世界が、居住可能で実際に生命体が存在することが分かったとしたら、どのような結果になったことでしょう。私たちは火星と信号で通信することをやや軽々しく話しますが、火星は地球に3500万マイル以上近づくことはなく、月は最接近時でもわずか22万マイル強しか離れていません。望遠鏡の性能向上に伴い、山岳天文台で実現可能となるであろう5000倍の有効倍率があれば、月を約40マイルの距離まで近づけることができるでしょう。一方、火星の場合は7000マイル以上になります。しかし、現在の望遠鏡の性能をもってしても、月の表面の細部は地球上の人工建造物よりも大きくは見えません。ローマのサン・ピエトロ大聖堂、バチカン宮殿、そして広大な広場がもし月面に存在していたとしたら、それは間違いなく自然の奇形ではないと認識されるだろう。放射状に伸びる通信網を持つ大都市は、その真の姿をたちまち露呈するだろう。耕作地や、知的生命体の介入によって生じた変化も、はっきりと認識できるはずだ。大都市の夜間の電灯は、おそらくはっきりと見えるだろう。湖や海の表面に反射した太陽光のきらめきが私たちに届き、月の海を航行する巨大な「客船」は、おそらくその煙の軌跡をたどることができるだろう。火星に関連して一部の熱狂的な人々が考えてきた「無線」信号による通信に関しては、月の場合、それは比較的簡単なことであり、実際に実現できるかもしれない。もし月が生命の世界であったなら、月に関する文学がどれほど発展するか想像してみてほしい。地球との違いこそが、私たちにとって月への興味をさらに高めるだけなのだ。月面では昼と夜がそれぞれ2週間ずつ続く。月面人がそのような状況にどのように対処したのかを観察するのは、どれほど興味深いことだろうか。月と地球の歴史は互いに歩調を合わせ、私たちはその両方を記録すべきだ。研究対象となる隣の惑星があれば、宇宙で孤独を感じることもずっと少なくなるだろう。
月にはかつて何らかの生命体が生息していた可能性は否定できない。しかし、もしそうであったとしても、大気や海が消滅した時、あるいは大変動の時代が到来した時に、彼らは姿を消したのだろう。せいぜい、生命体が存在する世界としての月の歴史は短かったに違いない。もし水と空気が、一部の人が推測するように、冷却された内部の岩石に徐々に吸収されたのだとすれば、月の表面にはそれらが長期間保持されていたかもしれない。しかし、他の人々が考えるように、比較的弱い月の重力ではガス分子を保持できず、それらが逃げ出したために消滅したのだとすれば、最終的な大惨事は必然的であると同時に、非常に速やかに起こったに違いない。月が地球から潮汐作用によって分離されたのは、両惑星がまだ可塑性または星雲状であった時だったというダーウィンの仮説を受け入れるならば、月は水と空気を豊富に含んだ状態で誕生したが、それらを永久に保持するのに十分な質量を持っていなかったと結論づけるのが妥当だろう。しかし、月面には生命が様々な形で発達するのに十分な期間、それらが保持されていた可能性もある。実際、月の世界には空気と水が常に不足していたわけではないことを示す証拠が数多く存在するため、私たちはそれらがかつて存在していたことと現在存在しないことの両方を説明する理論を考案せざるを得ない状況にある。
図:
クラヴィウス、ロンゴモンタヌス、ティコなどのクレーター。
しかし、月の以前の状態がどうであれ、現在の姿は抗いがたい魅力を放ち、岩だらけの表面に刻まれた巨大な大災害の物語をあまりにもはっきりと物語っているため、思慮深い観察者は畏敬の念を抱かずにはいられない。月の地形の巨大さは、それらが証明する破壊力の普遍的な作用と同様に、見る者に強い印象を与える。いくつか比較してみよう。この種の典型的な例である「ティコ」と呼ばれる月のクレーターを例にとってみよう。望遠鏡で見ると、ティコは円形の窪地を囲む完全な環状のように見え、その中心には山群がそびえている。表面上は地球上のいくつかの火山のクレーターに非常によく似ている。ベスビオ山を真上から見ると、間違いなくそのような形に見えるだろう(モンテ・デル・カヴァッロがクレーター円錐の周りをより完全に囲んでいたときは、類似性はさらに大きかっただろう)。しかし、寸法を比較してみよう。ベスビオ山の外側のクレーターリングの残骸は直径約0.5マイル、活動中のクレーター自体はせいぜい直径200~300フィートですが、ティコ・クレーターの直径は54マイルもあります。ティコ・クレーターのクレーター底の中央にある比較的小さな峰々の集まりは、ベスビオ山と呼ばれる山全体よりもはるかに巨大です。地球上で知られている最大の火山クレーターは、日本の阿蘇山で、直径は7マイルです。ティコ・クレーターと同じ面積にするには、阿蘇山のようなクレーターが60個必要になります。そして、ティコ・クレーターは最も完璧なクレーターの1つですが、決して月面最大のクレーターではありません。「テオフィロス」と呼ばれる別のクレーターは直径64マイル、深さ18,000フィートです。直径10~40マイルのクレーターは数百個、1~10マイルのクレーターは数千個あります。多くの場所でクレーターが非常に多く、まるで砕けたハチの巣の細胞のように互いに崩れ合っています。
月のクレーターは、大きさだけでなく、地球のクレーターとは根本的に異なる。それは、山頂に位置していないことだ。もし山頂に位置し、すべての比率が同じであれば、ティコ・クレーターのようなクレーターは、高さ50マイルから100マイルにも及ぶ円錐形の山頂にそびえ立つことになるだろう。山頂の空洞ではなく、月のクレーターは巨大な陥没穴であり、その底は多くの場合、月の表面から2~3マイルも下にある。縁の周囲には、比較的緩やかな傾斜で数百フィートから2~3千フィートの高さまで岩が積み重なっているが、内側は巨大な断崖絶壁となって落ち込んでおり、マッターホルンの切り立った崖がまるで「恋人の飛び降り」のように思えるほどだ。尾根が連なり、岩が連なり、崩れかけた壁が壁をまたいで、南極付近の「ニュートン」という名のクレーターで、太陽光が届かない深さに達するまで、それらは落ち込んでいく。これらの恐ろしい裂け目の多くが見せる光景ほど恐ろしいものは、想像を絶する。月の昼がゆっくりと進むにつれて、雲や大気のベールに遮られることなく、太陽光が裂け目の縁を這うように進み、反対側の壁を降り始める。やがて、地球上では決して見ることのできない暗闇に隠されていた尾根のギザギザの頂上に光が当たり、燃え盛る火の線のようにその上を走る。岩の尖塔や針状の岩が、暗い深淵から太陽の光に向かって突き出す。光の線は幾マイルにもわたって沈み、次々と新しい断崖や崖が現れ、ついに広大な底に到達し、そこが照らされ始める。その間にも、湾を横切る太陽光線は、火口の最内縁から20~30マイル離れた中央峰の頂上に到達し、たちまち暗闇の中で巨大な星のように燃え上がり、輝きを放つ。これらの恐ろしい火口の中には、あまりにも深いものもあり、太陽が十分に高く昇ってその底から最後の影を追い払うまでに何日もかかることがある。
月には地球の山脈に似た長い山脈がいくつか存在するものの、その大部分の地形はクレーター状である。クレーターの代わりに、火山活動をほとんど示唆しない巨大な山脈の環状構造が見られることもある。しかし、真のクレーターは海底を含め、あらゆる場所で確認できる。ただし、クレーターの数と大きさは、月の可視表面の60パーセントを占める、明らかに山岳地帯であり、最も明るい部分で最大となる。大まかに言えば、月の南西半分が最も山がちで起伏に富み、北東半分が最も少ない。中心部を極から極まで貫くように、月としては驚異的な規模のクレーターとクレーター状の谷が連なっている。西端にも同様の連なりが見られる。これらの山脈の間には、3つか4つの「海」が突き出ている。月の「秤動」の影響により、地球から遠ざかっている反対側の半球の一部が時折視界に入り、その外観から、その半球の表面の特徴が地球に面している半球に似ていることが分かります。クレーターについては、特にGKギルバート氏が主張してきた、隕石の衝突によって形成されたという仮説を裏付けると思われる点が数多くありますが、その考えに反する点も多く、全体として、火山起源説の方が好ましいと言えます。
月の火山が巨大であることは、地球の重力に比べて月の重力がいかに弱いかを思い出せば、それほど説明が難しいことではない。同じ大きさ、同じ密度の物体でも、月面では地球上のわずか6分の1の重さしかない。同じ力で推進された場合、地球上で10マイル飛ぶ物体は、月面では60マイル飛ぶ。身長35フィートの月の巨人の体重は、地球上の普通の人間と変わらない。地球から物体を発射して落下させないようにするには、毎秒7マイルの速度で発射する必要があるが、月面では毎秒1.5マイルの速度で十分だろう。したがって、月の火山が地球上で見られる最大のクレーターリングの8倍から10倍もの幅を持つクレーターリングを形成する可能性があると考えるのは、決して難しいことではない。特に、重力が比較的弱いことに加えて、月の地殻を構成する物質は地球の岩石よりもおそらく軽いことを考慮すればなおさらである。
図:
セレニタティス海域の西部
同様の理由から、前章で述べた、地球に落下した隕石の一部が月の火山に由来するという説は、十分に根拠があるように思われる。これは特に石質の隕石に当てはまるだろう。なぜなら、少なくとも月の表面には鉄が大量に含まれているとは考えにくいからである。地球の小さな従者(月の体積は地球のわずか50分の1、質量はわずか80分の1しかない)が、母なる惑星に巨大な石を撃ち返している光景は、実に奇妙なものだ。では、月でこのような激しい火山活動が起こった原因は何だったのだろうか。明らかにそれは月の歴史における一時的な段階に過ぎず、月はそれ以前にもっと穏やかな時代を過ごしていたのだ。月は地球から分離した時の可塑性状態から冷えるにつれて、惑星として通常のように地殻に覆われ、その後海が形成されました。月の大気は十分に濃密であったため、水が蒸発して海が霧に覆われて消えてしまうことはありませんでした。もし生命が存在したとすれば、それはこの時期だったに違いありません。現在、月の表面の大部分を覆う残骸の中に埋もれた古代世界の痕跡を目にすると、かつてそこに存在した光景を想像せずにはいられません。そして、そのような場合、想像力を束縛すべきでしょうか?私たちは地球上では想像力を自由に働かせ、想像力は私たちに最高の知的喜びを与えてくれます。月の素晴らしい風景は、想像力を刺激するのに十分な、半ば隠された事実の示唆を適度に散りばめた理想的な場を提供してくれるのです。
雨の海と静穏の海(「雨の海」と「静穏の海」) の広大な平原は 、地球上の山々にそっくりな高い山脈に囲まれ、海岸線には隣接する高地へと続く美しい湾が波打つように連なり、「月のアペニン山脈」と「月のコーカサス山脈」のほぼ隣接する端の間を通る大きな海峡によって結びついており、地球上ではなかなか見られないような世界美の景観を呈しています。リッチー氏が撮影した静穏の海の西部の絶妙な写真に写っている古代の海の海底の繊細な変化を見てください。そこでは、潮流が波打つ線のように海の砂を積み上げ、船乗りが避けたり探したりできる浅瀬、砂州、深みを作り出し、海の生き物たちの遊び場となっている様子が見て取れます。化石化した歴史の石のページが刻まれた岩にハンマーを振るってみたいと思わない地質学者がいるだろうか? 私たちには、そこに生命が存在しなかったなどとは考えられないという本能がある。もし月を訪れることができたなら、私たちの中に、月に住む人々の痕跡を探し始めないほど平凡で想像力のない人間はいないだろう。私たちは海底の堆積物の中に痕跡を探し、港や海上都市の建設に適した地形と思われる海岸線をくまなく調べるだろう。古代の月人に、人類の発展を支配してきたのと同じ考え方を当てはめるのは少し滑稽かもしれないということを忘れて。私たちは谷間を、消え去った川の流れと思われる場所をくまなく探し、恐ろしいクレーターではなく、私たちのアルプスやロッキー山脈を思わせる尖った山脈を探検し、知的生命体の変容をもたらす存在の痕跡をあらゆる場所で探し求めるだろう。もしかしたら、私たちはそのような痕跡を見つけるかもしれないし、あるいは、あらゆる捜索を尽くしても、あの広大な廃墟の中で生命が存在したことを示唆するものは何も見つからないかもしれない。
図:
マレ・トランキリタティスとその周辺地域
「静かの海」の境界をもう一度見てください。なんとこの光景にふさわしい名前でしょう!そして、想像を絶するほどの激しさで引き裂かれている様子を観察してください。巨大なクレーター、ポセイドニウスの壁が古代の海岸に垂直に落ち込み、それを消し去っています。一方、その巨大な隣のル・モニエは、まるで海そのものを飲み込もうとするかのように大きく口を開けています。このような光景を見ると、いわゆる海底は、巨大な火山さえも燃え盛る海に半分沈むほどの洪水で噴出した凍った溶岩の広大な平原であると想像してきた人々が、結局は正しくないのではないかと疑問に思わざるを得ません。リッチー氏の素晴らしいシリーズの別の写真、静かの海の一部を示す写真を見ると、この考えはさらに強まります。写真の中央付近に、放射状の隆起を持つ巨大な環状の輪郭が海底を通して見えていることに注目してください。化石化した海に沈んだ火山!これは、月の広大な平原の下に埋もれた世界が姿を現す唯一の例ではない。しかし、海そのものにできた新しいクレーターが証明するように、火山活動はこの別の大災害を生き延びたか、あるいはその後再び噴火し、さらなる破壊をもたらしたのだ。
しかし、先ほど検討した「海」が溶岩の洪水であるという仮説を裏付ける証拠にもかかわらず、パリ天文台の月面学者であるローウィ氏とピュイズー氏は、これらの広大な平原にはかつて巨大な水域が存在していたことを示す特徴的な痕跡があると確信している。その場合、月の後の海は固まった溶岩の広大な層の上に存在していたと結論づけざるを得ない。こうして、月の世界の破局は二重の側面を帯びることになる。最初の海は内部から噴出した溶岩の洪水に飲み込まれ、陸地は巨大な火山の普遍的な噴火によって混沌に陥った。その後、比較的平穏な時期が続き、その間に新しい海が形成され、おそらく月の世界では新しい生命が繁栄し始めたが、最終的には別の大災害によって月が生命を支える世界としての存在に終止符が打たれたのである。
リッチー氏の興味深い写真をさらに2枚見てみましょう。まずは、テオフィロス・クレーターとその周辺を写した写真です。テオフィロスについては以前にも触れましたが、直径は64マイル、深さは18,000フィートです。テオフィロスには、近くにあるキリルスと、より遠いカタリナという2つの巨大な兄弟クレーターがあることに気づくでしょう。しかし、テオフィロスは明らかに3つの中で最も新しいクレーターです。2つの古いクレーターは部分的に堆積物で埋まっているため、これらのクレーターが隆起した時期の間には数世紀、あるいは数千年もの歳月が経過しているに違いありません。一方、テオフィロスの南東の壁が形成された際に、より古いキリルスの環状構造の一部が崩れ落ち、破壊されたことは一目瞭然です。月面にはこれほど壮大な光景はありません。強力な望遠鏡で見ると、まさに畏怖の念を抱かせる光景です。
図:
月のクレーター、テオフィルスとその周辺地域
次の写真は、可能であればさらに荒涼とした地域を示しています。それは、ティコと南極の間にある月の部分です。ティコは写真の左下部分に写っています。右側、月の明るい部分の端には、ロンゴモンタヌスとヴィルヘルムIという2つのクレーター環があり、ロンゴモンタヌスの方が大きいです。その間には、さらに2つか3つの古代のクレーターの跡が見られ、それらはヴィルヘルムIとロンゴモンタヌスの壁の一部とともに、小さなクレーターで蜂の巣状に覆われています。写真の中央上部にある広大なクレーター状の窪地はクラヴィウスで、比類のない月の景観の驚異であり、最大長は142マイル(約228キロメートル)にも及び、その広大な底は環の外側の月の表面全体より2マイル(約3.2キロメートル)も沈んでいます。クラヴィウスの右上にある巨大な影に覆われた空洞はブランカヌスで、ここではその縁だけが日光に当たっているときのこれらの裂け目の外観がよくわかる。しかし、この光景全体の言葉では言い表せないほどの荒々しさに注目してほしい。まるで破壊の精霊がこの場所で狂ったかのようだ。巨大なクレーターが次々と出現し、それぞれが前のクレーターを引き裂き、その仕事が終わると、小規模ながらも凄まじい爆発が起こり、月の表面は何千もの小さなクレーターで切り裂かれ、穴だらけになった。これらの比較的小さなクレーター(ただし、小さいというのは月の大きさという意味で、その多くは地球上では巨大に見えるだろう)は、再び隕石衝突説を想起させる。これらのクレーターのいくつかは、そのような作用によって形成された可能性も否定できない。
地球が月のような運命を辿ることを誰も望まないが、いずれそのような事態が起こらないとは断言できない。火山活動の根本的な原因については何も分かっておらず、地球内部のエネルギーは消滅するどころか蓄積されつつあり、まだその破壊力の限界に達していないのではないかと示唆する者もいる。地球が衛星である月のような大惨事を免れるという最も確かな保証は、地球の重力が比較的強いことにあるのかもしれない。月はその弱さゆえに被害を受けたのであり、同じ力が地球に及ぼす影響は、地球の方がはるかに大きいだろう。こうした考察に関連して、水星もまた大気と水を失ったように見えるが、望遠鏡で観測すると、月の表面を破壊したクレーターに似たクレーターが多数見られることは注目に値する。
概して言えば、恐ろしい月の風景を研究した後では、月面に何らかの生命が存続している兆候を探し求める人々に、心からの共感を抱くことはできない。そのような世界は、住人がいない方がましだ。月は運命を辿ったのだから、放っておけばいいのだ。幸いなことに、月はそれほど近くにはないため、傷跡を隠し、美しく見える。ただし、好奇心に駆られて天文学者の鋭い目で観察しようとする時を除いては。
図:
マレ・クリシウム
XIII
火星の大問題
天文学の一般的な知識を持つ思慮深い人であれば、星々が最も輝きを放つ夜に空を見上げ、それらが自分の心に最も強い印象を与えるものは何かを自問してみるとよいだろう。答えを見つけるのは容易ではないかもしれないが、もし答えを見つけることができたなら、おそらく星々は知性の普遍性を感じさせてくれる、という結論に至るだろう。太陽や月では感じられないような、この世界が孤独ではないこと、そしてこのすべてが単に人間のテントの上に豪華な天蓋を被せるために作られたのではないことを、星々は感じさせてくれるのだ。もしその人が敬虔な心を持っているならば、底知れぬ深淵と、その無数の星々を見つめながら、全能の神がその庇護のもとに置いた無数の被造物について思いを馳せるだろう。地球を神の特別な足台とし、人間を唯一の理性的被造物とする、古い地動説の狭隘な考え方は、神の視界を遮っていたベールのように、もはや神から剥がれ落ちる。神が天上で見るものの前では、そのような考え方は不可能なのである。こうして、現代の進歩に照らすと、宇宙は至るところに生命が満ちていると考えるのが自然な傾向となる。
しかし、生命の普遍性に関する人間の思考を広げる役割を担う科学は、自ら限界を設定しようとする。精神的な存在については何も知らないふりをするが、物理的な存在については、その存在を想定できるのは、その存在に必要な環境の証拠が見つかった場合のみであり、そのような環境はどこにでも存在するとは限らないと宣言する。科学は、創造された存在の中で人間が究極的に孤立しているという時代遅れの神学的概念に反発するものの、宇宙には有機生命が存在しない領域、居住可能な惑星を照らさない星、生命体を育まない惑星が存在する可能性を平然と受け入れている。宇宙の天文学的見解では、宇宙はあらゆる進化段階の物質から成り立っている。ある物質は星雲状で混沌としており、ある物質はあらゆる大きさや階級の星(太陽)に凝縮しつつあり、ある物質は従属惑星に囲まれた完成した太陽系に形作られ、ある物質は惑星を持たない、あるいは持つことのない星を形成している。それらのいくつかは、すでに老化し始めており、まもなく放射エネルギーを失って消滅する太陽を構成している。またいくつかは、ずっと前に不活性で冷たく、光線を発しなくなった塊に集まっており、私たちが推測することはできるものの、実際には何も知らない手段によってのみ、それらを再び活性化させることができる。
恒星と同様に、恒星の衛星である惑星もまた同様です。あらゆる研究結果が示すように、惑星はすべて同じ発達段階にあるわけではありません。惑星には大小さまざまな大きさがあり、進化の観点から見ても、若い惑星もあれば古い惑星もあります。惑星は、光、熱、その他の放射エネルギーを公転する恒星に依存しているため、恒星からの距離によってその状態は変化します。多くの惑星は、表面に生命を維持するのに適した状態に決して達しないかもしれません。現在そのような状態にない惑星でも、後になってそれに到達する可能性があります。また、生命の形態自体も、惑星ごとに異なる環境によって変化する可能性があります。このように、生命が遍在していると科学的に断言することはできませんが、一般的な意味では普遍的であるに違いないと言うことはできます。宇宙を、あらゆる種類の植物が存在する庭園に例えることができるでしょう。庭に入っても花が見当たらない場合は、目の前の植物の種類を調べてみると、その季節に咲く種類ではないか、あるいはそもそも花を咲かせない種類なのかもしれません。しかし、この季節に咲く種類も庭にはたくさんあるので、どこかに必ず花が咲いているはずだと確信しています。
太陽以外の恒星の周りを公転する惑星が存在することは暗黙のうちに想定されているが、これまでに発明された望遠鏡ではそれらを観測することは不可能であり、天文学者が現在所有するいかなる機器もそれらの存在を確証することはできない。したがって、視覚的に認識できる唯一の惑星系は、我々自身の太陽系である。いかなる観点からも居住可能とは考えられない小惑星を除くと、太陽系には大きさや太陽からの距離が異なる8つの惑星が存在する。この8つのうち、地球には人が住んでいることがわかっている。そこで、他の惑星にも人が住んでいる、あるいは居住可能な惑星はあるのかという疑問が生じる。我々の目的は、この疑問が当てはまる7つの惑星のうち1つについてのみ居住可能性を議論することであるため、残りの惑星については簡単に片付けることができる。それらの中で最も小さく、太陽に最も近いのは水星ですが、水と空気の供給がほとんどないこと、そして軌道の異常な偏心率のために、表面に降り注ぐ太陽熱と光の量が極端かつ非常に急速に変化することから、生命が存在できないと考えられています。このような変化は、水星が生命を維持できるという想定と矛盾します。平均気温でさえ、地球の6.5倍以上です。水星の居住可能性に反対するもう一つの状況は、最高の望遠鏡による研究結果によると、水星は常に同じ面を太陽に向けているため、惑星の半分は常に強烈な太陽光線にさらされ、もう半分は宇宙空間の容赦ない寒さにさらされていることです。太陽から2番目に近い金星は、大きさが地球とほぼ同じで、居住可能性を支持する多くの議論がなされているが、水星と同様に常に同じ面を太陽に向けているという特異性を持っているのではないかと疑われている。残念ながら、金星の大気は非常に濃密なため、表面に恒久的な痕跡は確実には見えず、その実際の状態については今のところ保留せざるを得ない。地球よりも太陽から遠い最初の惑星である火星は、この章の特別な主題であり、数行後に説明および議論される。木星、土星、天王星、海王星の4つの巨大惑星は、いずれも火星よりも遠く、名前の順に互いに遠ざかっており、いずれも固体の程度を全く持っていないように見えるため、居住不可能と考えられている。固体または液体の核を持っている可能性はあるが、外見上は単なる雲の球のように見える。もちろん、このような惑星の物理的構造に適した生物の存在については、自由に想像を膨らませることができるが、それらは一般的な意味での居住可能な惑星の範疇からは除外されなければならない。それでは、火星の話に戻ろう。
まずは火星の特徴から説明しましょう。火星の直径は4230マイルで、表面積は地球の4分の1強(0.285)です。太陽からの平均距離は1億4150万マイルで、地球より4850万マイルも遠くなります。放射エネルギーは距離の2乗に反比例するため、火星が受ける太陽光と熱は地球の半分以下です。火星の1年(太陽の周りを公転する周期)は687日です。火星の平均密度は地球の71%で、表面の重力は地球の38%です。 つまり、地球上で100ポンドの重さの物体を火星に運ぶと、重さはわずか38ポンドになります。火星の赤道面と軌道面との傾斜は地球の赤道面とほとんど変わらず、自転周期は24時間37分であるため、火星の昼夜の長さや季節の変化の程度は地球とほぼ同じである。しかし、火星の1年は地球よりも長いため、季節の順序は同じだが、その長さは地球のほぼ2倍である。火星の表面は地球の地球と同様に明らかに固体であり、望遠鏡で見ると、赤みがかった色や暗い色で地理的特徴が表現された地球儀を思わせる、多くの恒久的な模様が見える。極の周囲には丸みを帯びた白い領域がはっきりと見え、その範囲は火星の季節によって変化し、夏にはほとんど消え、冬には広く広がる。最新の分光観測によると、火星の大気は地球の最高峰の山頂に匹敵するほど濃密で、その大気中にはかなりの量の水蒸気が含まれていることが示唆されている。火星の表面は驚くほど平坦で、山脈は存在しない。火星では火山活動の痕跡は発見されていない。暗い部分と赤みがかった部分は、初期の観測者によってそれぞれ海と陸地と考えられていたが、現在では火星に水域は存在しないと考えられている。極付近の白い部分が雪であることについては、これまでほとんど疑いの声が上がっていない。
この簡潔な説明からわかるように、火星と地球の間には数多くの驚くべき類似点があり、火星の居住可能性という問題が極めて広範な関心を集め、実に多様な見解や数々の突飛な憶測、そして時には残念なほど激しい論争を引き起こしていることは、何ら不思議なことではありません。火星の居住可能性を最初に提唱したのはウィリアム・ハーシェル卿でしたが、彼の時代以前にもこの考えは提唱されていました。彼は、性能が向上し続ける望遠鏡の観測結果から、火星は他のどの惑星よりも地球に似ていると確信していました。彼は、地球で起こる現象と驚くほど一致する極地の雪の証言に抗うことができませんでした。望遠鏡の性能が向上し、観測者が増えるにつれて、火星の主要な特徴が明らかになり、地図化され、火星の地理学は「火星地理学」と呼ばれ、天文学研究の確立された分野の一つとなりました。しかし、1877年になって初めて、地質学における根本的に新しい発見が「赤い惑星」における生命についての憶測に真にセンセーショナルな転換をもたらした。この年、火星は地球に最も接近し、その軌道上の位置は地球の北半球から非常に有利な観測が可能であった。著名なイタリアの天文学者スキアパレッリはこの機会を利用して、まるで3500万マイルもの広大な宇宙空間を見つめているかのように冷静かつ自信に満ちた態度で、火星表面の三角測量を行った。そしてこの測量の過程で、当時大陸と呼ばれていた赤みがかった領域が、多くの方向に細く薄暗い線で横断されていることに気づき、彼はそれを「運河」という示唆に富む名前で名付けた。こうして、天文学的憶測の分野に一種の火種が投げ込まれ、それ以来、時には政治的派閥争いに匹敵するほどの論争が繰り広げられることになった。当初、スキアパレッリの観測の正確さは疑問視された。謎めいた線を視認するには強力な望遠鏡と極めて優れた視力が必要であり、多くの観測者はそれらを発見できなかった。しかし、スキアパレッリはイタリアの穏やかな空の下で研究を続け、火星の格子状の表面を驚くほど詳細に描いた図表を作成した。そのため、それを完全に否定するか、スキアパレッリが正しかったと認めるかのどちらかしか選択肢がなかった。その後、火星の好ましい衝が何度か起こると、他の観測者も「運河」を視認し始め、イタリアの天文学者の研究の正確さを裏付けた。そして最終的に、「運河」が何を意味するにせよ、存在しないと断言する者はほとんどいなくなった。
図:
スキアパレッリによる火星の地図。いわゆる運河系が示されている。
スキアパレッリが観測を始めた頃は、先に述べたように、火星の暗い部分は海であると一般的に信じられており、スキアパレッリは「運河」が必ず「海」の岸辺で始まり、岸辺で終わると考えていたため、これらの線に付けられた名称の適切さは明白に思えた。しかし、それらはあまりにも直線的で、配置があまりにも幾何学的であるため、自然の水路であると結論づけることはできず、多くの人がすぐに人工的なものだと考えた。スキアパレッリが指摘した最も驚くべき状況は、「運河」が対応する半球の極地の雪解けが始まってから現れ 、極地の雪解けが進むにつれて、より暗く、より長く、より多くなったことだった。また、季節が進むにつれて、多くの運河が二重になったことも非常に不可解な観察結果だった。すでに存在する「運河」のすぐそばに、完全に平行に、別の「運河」が徐々に現れたのである。これらの現象が実際に存在し、錯覚ではなかったことは、その後の観測によって証明され、今日では火星が観測に適した位置にあるときにはいつでも見られる。
19世紀末、パーシバル・ローウェル氏はスキアパレッリが事実上放棄した研究を引き継ぎ、それまで知られていた「運河」に多数の「運河」を追加した。そのため、彼の海図では、この不思議な小さな惑星の表面は蜘蛛の巣で覆われているように見え、暗い線があらゆる方向に交差し、それらが集まる場所には目立つ結び目ができている。ローウェル氏は、当初海と呼ばれ、以前の海図にもそのように記されていた領域は、水域ではないことを証明した。また、謎の線はスキアパレッリが想定したように暗い領域の端で始まりそこで終わるのではなく、しばしばその領域を横断し、場合によっては極地まで達していることも発見した。しかし、スキアパレッリが「運河」の出現が極地の雪の漸進的な消失と同期しているという観察は正しく、この事実は、他の世界の生命という主題が生み出した最も驚くべき理論の基礎となった。
さて、先に述べたように、こうした発見の影響は、それが注目される人の精神のタイプによって左右されます。多くの人は、現時点ではそれらを奇妙で説明のつかないものとして受け入れ、さらなる解明を待つことに満足しています。一方、その性質や意味について直ちに調査すべきだと主張する人もいます。そのような調査は、類推から導かれる推論に基づいてのみ行うことができます。ローウェル氏や同意見の人々は、火星は明らかに地球のように固く覆われた惑星であり、非常に希薄ではあるものの大気があり、雪そのものが証明するように水蒸気があり、地球とよく似た昼夜の交代と季節の連続があると述べています。その表面は、対照的な色彩と外観を持つ領域に巧みに分割されており、その表面には幾何学的に配置された無数の線が見られます。これらの線は対称的な交点によって円形や楕円形の領域へと広がり、極地の雪解けと密接に関係しています。そして、これらの現象はすべて、明確な目的を持った知性の介入を強く示唆しています。これほど多くの状況が同時に存在し、この仮説を裏付けているにもかかわらず、なぜ火星を生命が存在する惑星とみなさないのでしょうか?
しかし、火星と地球の違いは、多くの点で類似点と同じくらい顕著です。火星は比較的小さく、地球が受ける光と熱の半分以下しか受けません。その大気は非常に希薄で、たとえ私たちがそこで生き延びることができたとしても、私たちにとっては苦痛でしょう。火星には湖も川も海もありません。その表面は果てしない草原です。そして、その「運河」は地球上のものとは全く異なる現象です。しかし、まさに地球と火星のこうした相違点、地球の基準の否定に基づいて、ローウェル氏が主に提唱した「火星に生命が存在する」という理論が成り立っています。火星は地球よりも小さいので、必然的に惑星進化においてより進んでいるはずであり、その根本的な原因は惑星の質量の緩やかな冷却と収縮であるとされています。火星は地球よりも速く内部の熱を放出しました。そのため、火星の水と大気は化学反応によって大部分が失われてしまったが、それでもなお、表面に生命が存在するのに十分な量が残っている。火星は地球よりも進化的に古い惑星であるため、その有機生命体の形態は比例してさらに進化しており、火星の住人は地球上の現在の知能よりもはるかに高度な知能を獲得している可能性がある。彼らは自らの惑星の乾燥の性質と原因を理解し、我々よりもはるかに進んだ工学技術と能力を持っていたため、できる限り長く世界を居住可能な状態に保つという途方もない問題に取り組んできたと考えられる。彼らが希薄な大気の中で生活することに慣れていたと仮定すると(人間はそれほど希薄でない空気の中でも少なくともしばらくの間は生きられるので、これはあり得ないことではない)、彼らにとって最も差し迫った問題は水の供給である。水がなければ植物は存在できず、動物は植物に依存して生きているからである。彼らが水を求めることができる唯一の方向は極地であり、そこでは季節の変化によって水が雪に凝縮したり、液体の形で放出されたりしている。したがって、火星の技術者たちは、惑星の需要を満たし、ひいては自分たちの生存を延ばす手段として、極地の雪原の年間融解に頼っていると考えられている。彼らはこの目的のために、惑星の温帯と赤道地域に広がる巨大な灌漑システムを構築したと想像されている。「運河」は灌漑ラインを表しているが、我々が見る細い筋は運河そのものではなく、運河によって覆われた灌漑帯である。その暗い色合いと、極地の融解が始まってから徐々に現れる様子は、水によって刺激された植生の成長によるものである。複数の「運河」が合流して交差する場所に見える丸みを帯びた領域は、ローウェル氏によって「オアシス」と呼ばれている。これらは人口と産業の中心地であるとされている。確かに、放射状に広がる複雑なネットワークを持つこれらの都市の中には、そのような理論に非常によく合致するように見えるものもある。しかし、地球上の自然現象との類推によってそれらを説明しようとする試みは、いずれも成功していない。
しかし、大きな難題がまだ残っています。いわゆる技術者たちの、一見奇跡的な力をどのように説明すればよいのでしょうか。ここでも、惑星の相対的な小ささが再び考慮されます。火星の重力は地球のわずか38パーセントであることは既に述べました。ある馬力で駆動する蒸気ショベルは、火星では地球のほぼ3倍の効率を発揮します。火星にいる私たちと同じ体格の人間は、同じ割合で実効力が増加するでしょう。しかし、火星の重力が小さいという理由だけで、火星人は自分の体重が活動の妨げにならないまま、ゴリアテの伝統的な体格に達することができ、同時に巨大な筋肉が妨げられることなく働き、地球の労働者集団全体でも不可能な作業を一人でこなすことができるでしょう。巨大な機械の実効力も同様に増加します。さらに、火星を構成する物質の平均密度は、地球を構成する物質の平均密度よりもはるかに低いという事実も考慮に入れなければならない。これらの点をすべて考慮すると、人間の能力では到底不可能な公共事業が火星で成功裏に遂行される可能性は、はるかに容易に想像できるようになる。
他にも克服すべき困難がいくつかあります。例えば、火星の気候の相対的な寒さです。火星は地球から遠く離れているため、地球が受ける光と熱の半分以下しか届きません。さらに、大気の希薄さから、惑星表面の実効温度は当然低下すると考えられます。大気は、太陽熱を閉じ込める温室のガラスカバーのような働きをするからです。私たちが知らない緩和要因がない限り、火星表面の平均温度は水の凝固点をはるかに下回ると計算されています。これに対し、冬には極付近で水蒸気が凝結して雪になり、夏になると再び溶けることから、言及されている緩和要因は実際に存在すると反論されています。 緩和要因は、特定のガスの存在によって温度勾配が完全に変化する大気中に存在すると考えられます。
火星の技術者が、たとえどれほど身体能力が高く、どれほど巨大な機械エネルギーを操ることができたとしても、極から赤道まで大量の水を移動させることは不可能だという反論もあるかもしれない。これは宇宙規模の偉業である。この理論の支持者たちは、その難しさは確かに大きなものだと認めているが、火星には山脈が存在せず、丘陵地帯さえも存在しないという特異な事実に注目している。惑星の表面全体は「ビリヤードの球のように滑らか」に見え、かつて海だと考えられていた広大な地域でさえ、多くの場合「運河」が途切れることなく横断していることから、他の地域とほぼ同じ高さにあるように見える。ローウェルの考えでは、これらの陰鬱な地域は、多かれ少なかれ湿地帯のような地形を覆う広大な植生地帯である可能性があり、それらのうち最大のものは恒久的に存在しているように見えるが、運河の変化に合わせて変化するものもある。
極地から水を汲み上げるために用いられた機械の種類については、巨大なポンプと導水路のシステムであったと推測されている。火星人は科学原理の習得において我々よりはるかに進んでいると想定されているので、地球上ではまだ認識されていない自然の力を、彼らが制御可能な形で利用する方法を学び取ったと仮定しても、少なくとも仮説は損なわれないだろう。想像力を自由に働かせたいのであれば、彼らは原子内部の力の秘密を解き明かしたと推測することもできる。その抗しがたいエネルギーは我々にも明らかになりつつあるが、その利用の可能性は依然として夢物語であり、その実現を予測できる者は誰もいない。
ごく簡単に言えば、これが火星に生命が存在するという有名な理論である。確かにそれは人々の想像力を掻き立てるものであり、もしそれが事実を表していると信じるならば、私たちは、この知的種族が惑星を老いと死の影響から守ろうとする勇敢な闘いを、深い共感をもって見守らざるを得ないだろう。実際、私たち人類がそのような災難に直面したとき、同じように強い意志と尽きることのない資源をもって緊急事態に立ち向かうことができるだろうかと、私たちは疑問に思うかもしれない。今のところ、私たちは自然と真正面から向き合い、自然が私たちの思い通りに進まないときに肩をつかんで方向転換させる能力を全く示していない。もし火星人と無線電話で通信できれば、彼らの口から、彼らの「ローマ帝国以上の復興」の秘密を学ぶことができるかもしれない。
XIV
小惑星の謎
火星と木星の軌道の間には、私たちが知る限り最も注目すべき小惑星群、すなわち小惑星が公転しています。現在約600個が知られていますが、実際には数千個に及ぶ可能性もあります。これらは事実上、太陽の周りに環状に並んでいます。小惑星に関する最も顕著な事実は、ボーデの法則によれば単一の巨大惑星が占めるはずの位置を、小惑星が占めているということです。この事実は、後述するように、天文学における最も驚くべき理論の一つ、すなわち惑星爆発説 の発明につながりました。
いわゆるボーデの法則は単なる経験式に過ぎないが、海王星が発見されるまでは惑星間の距離と非常によく一致していたため、天文学者たちはそれを惑星分布の根本的な原理を表しているものと考える傾向があった。彼らは、法則によれば惑星が存在するはずの火星と木星の間の空間に惑星が存在しないことに困惑し、それを探すために天文学者の協会が結成された。1801年、パレルモのピアッツィが、行方不明の天体があったと思われる場所を占める小さな惑星を発見したと発表したとき、大きなセンセーションが巻き起こった。彼はそれをケレスと名付け、それが最初の小惑星となった。翌年、ブレーメンのオルバースは望遠鏡でケレスを探しているときに、別の小さな惑星を発見し、それをパラスと名付けた。オルバースは、これらの 2 つの惑星は、かつて惑星の列の空いた場所を占めていたより大きな惑星の破片であるという考えにすぐに触発され、すでに発見された 2 つの惑星の軌道の交点付近を探索することで他の惑星が見つかるだろうと予測した。この大胆な予測は、1804 年にジュノー、1807 年にベスタという 2 つの惑星の発見によって見事に実現した。オルバースは、当時の天文学者がボーデの法則を信じていたことから、惑星爆発の仮説を考案するに至ったと思われる。彼らは、「法則」が 1 つしか必要としない隙間を公転する複数の惑星は、元の惑星が分裂して複数の惑星を形成したという理論でしか説明できないと考えていたようだ。重力は、爆発した惑星の残骸は、軌道が他の点でどのように異なっていても、すべて一定の周期で爆発が起こった地点に戻ることを要求した。したがって、オルバースは、今後発見されるであろう小惑星はすべて共通の軌道交点を持つだろうと予測した。そして不思議なことに、最初に発見された小惑星はすべて、この条件にほぼ合致していた。オルバースの理論は確立されたかに見えた。
最初の4つが発見された後、1845年に1つが発見されるまで、小惑星は発見されませんでした。その後、1847年にさらに3つがリストに追加され、それ以降、探査者たちは急速に小惑星を見つけ始め、世紀末までに数百個が知られるようになり、それらを追跡することはほとんど不可能になりました。最初の4つは群の中で断トツに大きいメンバーですが、実際の大きさは20年ほど前まで不明でした。ベスタは他のどの小惑星よりも明るく輝くため、長い間ベスタが最大だと考えられていましたが、最終的に1895年にバーナードがリック望遠鏡でそれらの直径を確定的に測定し、皆の驚きをよそに、ケレスが本当に主役で、ベスタは3番目に過ぎないことを証明しました。彼の測定値は次のとおりです。ケレス、477マイル。パラス、304マイル。ベスタ、239マイル。ジュノー、120マイル。両者の表面反射率には大きな違いがあり、これは両者の起源に関する問題において非常に重要な意味を持つ。ベスタは、表面の明るさで比較すると、ケレスの3倍以上も明るく、これがベスタの明るさに関する当初の誤解の原因となった。
近年では写真撮影によって新たな小惑星が頻繁に発見されているが、物理的には極めて取るに足らない天体であり、平均直径はおそらく20マイル(約32キロメートル)を超えず、中には10マイル(約16キロメートル)にも満たないものもあると考えられている。直径わずか10マイル(約16キロメートル)の惑星で、地球と同じ平均密度(これは明らかに過大評価である)を仮定すると、重力は非常に弱く、平均的な人間の体重は3オンス(約85グラム)にも満たず、いつでも好きな時に宇宙へ飛び出すことができるだろう。
小惑星はすべて、主要惑星と同じ方向に太陽の周りを公転していますが、その軌道は惑星系の一般的な平面に対して非常に多様な角度で傾いており、中には周期彗星の軌道とほぼ同じくらい偏心率の高いものもあります。火星の2つの小さな衛星と木星の4つの小さな衛星は、軌道を外れてこれらの惑星に捕らえられた小惑星ではないかと推測されています。小惑星のうち2つは、その軌道の形状と位置が非常に特徴的です。1898年に発見されたエロスと、その8年後の1906年に発見されたTGです。TGの平均太陽からの距離は木星よりわずかに大きい一方、エロスの平均太陽からの距離は火星より小さいです。エロスの軌道は非常に偏心しているため、時には地球から1500万マイル(約2500万キロメートル)以内まで接近し、月を除く太陽系の他のどの恒星よりも地球に近づく。そのため、太陽視差を測定する上で比類のない手段となる。しかし、今回の目的においてエロスが最も興味深いのは、その並外れた光の変化にある。
これらの変化は不規則ではあるものの、何度も観測され写真に撮られており、その存在に疑いの余地はないようだ。その意義は、直径が一般的に20マイル以下と推定される小惑星の形状との関連性にある。フォン・オッポルツァーは1901年に、エロスが2時間38分ごとに明るさの4分の3を失うことを発見した。他の観測者はわずかに異なる変動周期を発見したが、3時間ほどの周期はなかった。この現象について提示された最も興味深い解釈は、形状の大きな不規則性によるものであり、オルバースの仮説をすぐに想起させる。一部の説によれば、エロスは二重であり、それを構成する2つの天体が非常に近い距離で互いの周りを公転している可能性がある。しかし、より印象的で、おそらくもっともらしい説は、エロスがダンベルや砂時計に似た形をしており、高速で回転することで、私たちの目に映る光の表面積が絶えず変化し、地球に反射する光の量が最大値の4分の1に減少する最小値に達するというものである。エロスには他にもさまざまな奇妙な形が当てはめられており、例えば、長い軸の1つを中心に回転する平たい石のような形であり、その場合、私たちはその面を見たり、縁を見たりすることができる。
これらの説明はすべて、エロスが典型的な惑星のような単純な球形、つまり重力の法則によって規定される形状を持つことはできないが、その形状は偶然の産物、つまり断片であると仮定している。なぜなら、星雲の凝縮または粒子同士の引力によって集まった集合によって惑星間空間で形成された天体が、実質的に球形ではないとは考えられないからである。また、明るさの変化によってその構成に異常があることを示す証拠を示す小惑星はエロスだけではない。他のいくつかの小惑星も程度の差こそあれ同じ現象を示している。オルバースはベスタでさえ、その光の変化が球形ではなく角張った塊であるという結論を正当化するほど十分に大きいと考えていた。より小さな小惑星の中には、非常に顕著な変化を示すものがあり、すべて3時間か4時間という短い周期で起こるため、自転軸の1つを中心に回転する際に、太陽と地球に向かって変化する表面を呈していることを示唆している。
光の変動は表面の異なる部分における反射率の違いによるものだとする、一部の人が好む理論が受け入れられたとしても、これらの小さな天体がより大きな天体の分裂によって形成されたという説を示唆する上で、それほど大きな違いはないだろう。なぜなら、そのような違いの最も自然な説明は、反射面の粗さや滑らかさの変化から生じたものであり、それは断片化した天体の特徴だからである。大きな惑星の場合、陸地と水域、あるいは植生と砂漠が交互に広がることで、反射量に顕著な変化が生じるだろうが、小惑星ほどの大きさの天体には水も植生も存在できず、大気も同様に存在し得ない。
オルバースの仮説に対する最も強い反論の一つは、最初に発見された小惑星のうち、爆発が起こった地点で全て交差するという条件を測定可能なほど満たす軌道を描いているものはごくわずかであるという点である。これに対して当初は、主要惑星の引力による小惑星軌道の摂動によって、小惑星はすぐに交差しなくなるような軌道にずれてしまうだろうと反論された。故サイモン・ニューカム教授が行った最初の調査の一つは、この問題の解決に向けられたものであり、彼は惑星の摂動では小惑星軌道の実際の状況を説明できないという結論に達した。しかしその後、小惑星が現在のような形になったのは、一度の爆発ではなく、一連の爆発によって生じたと仮定すれば、この問題は回避できると指摘された。この説によれば、最初の破壊の後、破片自体が爆発し、その結果生じた軌道は、想像しうる限り「絡み合った」ものになるというのである。これまでのところ、この爆発説は完全に否定されたことはなく、むしろ再評価されてきた。そして、先ほど挙げたエロスや他の小惑星の異常な形状に関する証拠は、近年、この説に新たな活力を与えている。これは徹底的な再検討が必要なテーマである。
しかしながら、多くの天文学者が支持する対立仮説があることを指摘しておかなければならない。それは、小惑星は火星と木星の間に位置する比較的わずかな物質の環から形成されたという仮説である。この環は、ラプラスの仮説によれば惑星が誕生した、はるかに質量の大きい環と組成が似ている。この理論の支持者たちは、巨大な木星の引力が、小惑星を生み出した小さくぼんやりとした環が他の環のように凝縮して一つの惑星になるのを防ぐのに十分だったと主張している。
しかし、爆発説、そしてその必然的な帰結として、大爆発に続いて小爆発が起こったという説を受け入れるとしても、まだ未解決の疑問が残ります。爆発の原因は何だったのでしょうか?世界が爆発するという考えは、あまりにも壮大すぎて衝撃的とは言えません。むしろ想像力を掻き立てるだけで、深刻な印象を与えるものではありません。一言で言えば、本質的に空想的なものに思えます。経験に訴えても、そのような出来事の心象風景を思い描くことはできません。月でさえ、火山噴火で破壊された時に爆発したわけではありません。爆発星雲や新星は宇宙のはるか遠くにあり、惑星が何百もの破片に砕け散るような大惨事との関連性を示唆するものではありません。直径数千マイルもある巨大な球体が、火薬の粒に似ていて、マッチの火がつくのを待っているだけで突然爆発するなどとは、想像もできません。どういうわけか、「爆発」という言葉には人間の行為が結びついており、巨大な火薬やニトログリセリンが惑星を爆発させるという考えには、思わず笑みがこぼれてしまいます。しかし、それを実行するには、十分な数の人々が集まればよいのだ。
結局のところ、爆発エネルギーは小さな物質の塊の中にしか閉じ込められないと、私たちはつい考えてしまいがちですが、それは大きな間違いです。自然界には爆発を引き起こす原因が数多くあり、火山噴火はそれらの原因のどれかが実際に起こっていることを示しています。閉じ込められた蒸気の巨大な力について考えてみてください。もし地球の中心に、すべての海洋の水が一気に降り注いで十分な量の蒸気が突然発生したとしたら、地球にどのような影響が出るでしょうか。地球がもっと小さければ(そもそも元の小惑星が月ほどの大きさだったという推定すらありません)、そのような大惨事はもっと容易に想像できるかもしれません。しかし、この場合は一連の爆発が連続して起こったと仮定せざるを得ないので、蒸気では説明がつきません。爆発の原因は、何らかの化学反応、あるいは爆発した物体を構成する原子に影響を与える何かだったと考える方が理にかなっています。ここで、グスタフ・ル・ボン博士が、原子内エネルギー散逸理論に基づいた、実に驚くべき提案で私たちを助けてくれる。彼の著書『力の進化』から、彼の言葉を少し長めに引用するのが最善だろう。
「一見そうは見えない」とル・ボン博士は言う。
冷却するにつれてますます安定していくように見える世界が、その後完全に崩壊するほど不安定になるというのは、非常に理解しやすい現象である。この現象を説明するために、天体観測によってこの崩壊を目撃できるかどうかを検証してみよう。
コマや自転車のような運動する物体は、回転速度が一定の限界を下回ると安定性を失い、地面に落下することが知られています。JJトムソン教授は放射能についても同様の解釈を示し、原子を構成する元素の速度が一定の限界を下回ると不安定になり、平衡状態を失いやすくなると指摘しています。その結果、原子の解離が始まり、位置エネルギーが減少し、それに伴って運動エネルギーが増加するため、原子内崩壊の生成物が宇宙空間に放出されると考えられます。
原子は膨大なエネルギーの貯蔵庫であるため、この点において爆発物と類似していることを忘れてはならない。爆発物は、内部平衡が乱されていない限り不活性状態を保つ。しかし、何らかの原因で平衡が崩れると、爆発し、自らも粉々に砕け散った後、周囲のあらゆるものを破壊してしまう。
したがって、原子は、原子内エネルギーの一部が減少することによって老いていくにつれて、徐々に安定性を失っていきます。そして、この安定性が非常に弱まり、物質が多かれ少なかれ急速な爆発によって消滅する瞬間が訪れます。ラジウム族元素は、この現象の一例を示していますが、原子が不安定な状態に達したのは、解離が比較的ゆっくりとした段階であるため、その様子はやや不明瞭です。おそらく、この段階の後には、最終的な爆発を引き起こす可能性のある、より急速な解離の段階が訪れるでしょう。ラジウムやトリウムなどの元素は、すべての元素がいつか到達する老齢状態を表していることは間違いありません。すべての物質はわずかに放射性を持つため、この状態はすでに私たちの宇宙で顕現し始めています。この現象が顕現した世界で爆発が起こるには、解離がかなり広範囲かつ急速であれば十分でしょう。
こうした理論的考察は、星の突発的な出現と消失によって確固たる裏付けを得ている。星を生み出す惑星の爆発は、おそらく、宇宙が老齢になるとどのように滅びるのかを私たちに示してくれるのだろう。
天文学的観測がこうした急速な破壊の相対的な頻度を示していることから、長い老齢期を経て突然の爆発によって宇宙が終焉を迎えるという現象が、最も一般的な終焉ではないかと自問してみるのも無理はないだろう。
ここで一旦筆を置くのが賢明だろう。というのも、このテーマは確かに魅力的ではあるものの、私たちはそれについてほとんど何も知らないし、ル・ボン博士の理論は読者の想像力を無限に広げる余地を与えてくれるからだ。
*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「空の不思議」の終了 ***
《完》