古代人は火星をどのように見ていたのでしょうか?

著者: ファン・ユー (中国科学院月深宇宙探査部、中国科学院国家宇宙科学センター)

この記事はサイエンスアカデミー公式アカウント（ID: kexuedayuan）から引用したものです。

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人類は未知のものを探求することを決してやめません。広大な宇宙を前にしても、人間は大海の一滴に過ぎず、私たちは決して立ち止まることはありません。今日では、さまざまな宇宙探査機を通じて火星の全面的な探査を行うことができます。では、宇宙船がなかった時代に、人々はどうやって火星を観測したのでしょうか?過去の人々の火星探査の過程ではどんな物語が起こったのでしょうか?

古代中国：火星は不運を意味するのか？

最も古い観察方法は、目で直接見ることです。天文学は古代中国で最も発達した自然科学の一つです。人類は太陽、月、惑星、彗星、流星群などを詳細に観察し、記録してきました。古代中国では、まだ原始社会にあった人類がすでに「空を観察する」ことを試み始めていました。紀元前24世紀の堯帝の治世中、霍正や西和などの官吏が太陽、月、星を観測するために設置され、「天体現象の観測と時刻の設定」を専門としていた。

蘇州石天文図（出典：中国古代天文地図帳）

古代の人々は天体現象は天からの前兆であると信じており、火星に関する天文観測は常に災害や不吉な兆候と関連付けられてきました。今では、その軌道により、火星と地球の最短距離は約 5,500 万キロメートル、最長距離は 4 億キロメートル以上であることがわかっています。古代の人々の観察によれば、火星は赤く、燃えるような蛍光を発しており、五行の火を表しています。火星の明るさは一定ではありません。時々明るくなり、時々暗くなります。空の東と西の間を行ったり来たりします。パターンは予測不可能で非常に混乱を招きます。そのため、古代人は火星を「燃える火、混乱と無秩序」から取って「英火」とも呼びました。古代中国には火星の天文現象に関する記録が数多く残っており、「火星が心臓を守る」という記録は最も影響力のあるものの一つです。

「ハート」とは、天の川銀河にある非常に大きな赤色巨星、さそり座のアンタレスを指します。昔は「大火」と呼ばれていました。蠍座で最も明るい星です。色は血のように赤く、夜空全体で最も明るい星の一つです。火星がアンタレスの周りを回り、20日以上滞在すると、「ハートの火星」が形成されます。

歴史の記録によれば、「火星が心臓に現れる」年、その国は自然災害か人災による大災害に見舞われる。したがって、これは国を統治するすべての皇帝が最も見たくない天文現象です。しかし、実際には、現在の天文学の概念に基づくと、歴史に記録された「心の火星」の天文現象のほとんどは誤りを含んでおり、さらには捏造されており、その不吉な前兆は主に政治闘争の手段として利用されていました。しかし、これはまた、古代中国では火星の変動性と不確実性のために、火星が不吉の象徴となったことも示しています。

肉眼観察から望遠鏡の登場まで

西洋社会では、火星は戦争も表します。キリスト以前の古代エジプト人はそれを「赤い星」と呼んでいました。古代バビロニア人は後にこれを「デス・スター」と呼んだ。古代ギリシャ人は『ホメロスの叙事詩』に登場する戦争の神「アレス」にちなんで火星と名付け、その後古代ローマ人も自分たちの戦争の神にちなんでこの惑星を「火星」と名付けました。それ以来、西洋世界における火星の正式名称は「Mars」となりました。

ギリシャ神話の戦争の神アレス（画像提供：百度百科事典）

西洋社会は紀元前すでに赤い惑星について知っていましたが、火星についての理解が深まったのはルネッサンス時代（14～16世紀）になってからでした。デンマークの天文学者ティコ・ブラーエは、20年以上にわたり、火星に関する膨大な観測データをはじめ、多くの天文現象を自らの目で観察し、関連データを記録してきました。弟子のヨハネス・ケプラーは、ティコが残したデータを研究・分析しながら、宇宙の火星も観察していました。彼は、火星が太陽を中心として楕円軌道で太陽の周りを回っており、その2つの焦点のうちの1つに太陽があることを発見した。その後、彼は火星の動きの速度が不均一であることを発見した。太陽に近いとき（近日点）は動きが速くなり、太陽から遠いとき（遠日点）は動きが遅くなります。しかし、どの地点から出発しても、等時間内に放射状（太陽の中心と惑星の中心を結ぶ線）が掃引する面積は等しかった。

これらは有名なケプラーの軌道と面積の法則です。そして1619年に彼は第三の法則を出版した。これは現代天文学の基礎であるケプラーの 3 つの法則です。すべての惑星は大きさの異なる楕円軌道上を運動します。同じ期間に、惑星の半径が軌道面上で掃引する面積は等しい。惑星の公転周期の二乗は太陽からの距離の三乗に比例します。

ケプラーの貢献はそれだけにとどまりませんでした。 1609年、ガリレオはオランダの望遠鏡を使って世界初の天体望遠鏡であるガリレオ望遠鏡を製作しました。 1611年、ケプラーはガリレオの望遠鏡を基にして改良し、視野を広げました。それはケプラー式望遠鏡と呼ばれました。地上の光学望遠鏡の登場により、人類は火星や他の惑星をより鮮明に観測できるようになりました。それ以来、人類の天体観測は、肉眼観測から天体望遠鏡観測の時代へと新たな段階へと進みました。

その後の200年間、人類は望遠鏡を通して火星をさらに観察し、火星についてより明確な理解を深めました。 1659年、オランダの科学者ホイヘンスは、独自に設計した高度な望遠鏡を使用して、火星の大きな黒い斑点を記録しました。彼は翌日の同じ時間に黒点が元の位置に戻ったことに気づき、火星には24時間周期があると計算しました。 1666年、フランスの天文学者カッシーニは火星を観測し、火星の自転周期、つまり火星の1日は24時間40分であると判定しました。 1672年、ホイヘンスは火星の南極に極冠と思われる白い斑点を初めて観測した。

火星の衛星と「運河」の発見

1877年、アメリカ海軍天文台のアサフ・ホールは火星に接近中に火星の2つの衛星を発見し、後にフォボスとデイモスと名付けました。同年、イタリアの天文学者ジョヴァンニ・ヴィルジニオ・スキアパレッリは火星で「cannali」を発見したと発表した。これはイタリア語で英語では「canal」と誤訳されているが、本来の意味は「川の水路」である。彼は火星の表面地図を作成しましたが、これは惑星地図作成の標準の一つとなり、宇宙時代の到来まで使用されました。

ローウェルの手描きの火星地図（画像提供：ナショナルジオグラフィックマップ）

1894年、アメリカ人のパーシバル・ローレンス・ローウェルは、アメリカ合衆国のローウェル天文台の建設に資金を提供しました。彼は天体観測に夢中になり、15年間にわたって火星の写真を大量に撮影し、火星の「運河」の地図を描きました。彼はまた、その時代で最も影響力のある大衆科学作家であり、火星に関する多くの小説を出版しました。しかし、火星の「運河」に関する理論も当時は議論を呼んでいた。

1909年、ギリシャの天文学者ユージン・アントニアディは、パリ天文台の83cm望遠鏡で火星のいわゆる運河を観察した後、それは単なる目の錯覚である可能性があると発表した。それを記念して、火星と月にはアントニアディと呼ばれる衝突クレーターがあり、水星にもアントニアディ・ドルサムという崖があります。 1950年、ローウェル火星観測所の科学者たちは、いわゆる火星運河は火星表面の亀裂である可能性があると提唱し、火星表面に発達した放射状構造のオアシスは実際には衝突クレーターであり、いわゆる運河は衝突によって形成された亀裂であると指摘した。

マーズ・グローバル・サーベイヤーのデータを使用して作成された火星の地形図（画像提供：NASA）

1960年代、人類は地球から火星を観察するだけでは満足できなくなり、火星探査機の打ち上げを試み始め、宇宙探査の時代が始まりました。

過去 3000 年にわたり、人類の好奇心と未知を知りたいという欲求は、私たちを宇宙の理解に近づけてきました。無知と恐怖から、さまざまな神話が生まれました。人々は理解しようとして、天からの啓示を受けることを期待して、天体現象を肉眼で観察しました。人類は特定の法則を解明した後、遠く離れた火星を探索し観測するための望遠鏡を発明しました。これまで人類は探査機を使って火星に接近し着陸し、この惑星の特徴を直接理解し研究してきました。

科学技術は急速に発展しており、近い将来、人類は実際にもっと遠い宇宙に旅し、もっと未知の謎を探求できるようになるかもしれません。