宗教裁判にかけられたガリレオは、その後、天文学から離れ、地上の事象の研究に打ち込み、力学という新たな学問分野を開拓しました。一方、ガリレオと同時代のドイツの天文学者で、やはり地動説を唱えたケプラーは最後まで天体の研究を続け、先生であるティコ・ブラーエの残した緻密な観測データから、惑星の軌道が太陽をほぼ一つの焦点とする楕円であることを発見します。ケプラーは他にも惑星の運行に関する幾つかの重要な発見をしました。 　なぜ惑星の軌道は円で無く、歪（いびつ）な楕円なのか？太陽と惑星の間には、なにか目に見えない力が働いているのか？新たな疑問が生まれてきました。 　ガリレオとケプラーの業績を引継ぎ、力学と天文学を統合して古典物理学を完成させたのがニュートンです。 　（その５）ではニュートンと関係の深い二つの惑星、海王星と冥王星についてお話しをさせていただきます。 　 　ニュートンは１６６６年、故郷の果樹園でリンゴが落ちるのを見て万有引力のヒントを得たと言い伝えられていますが、それから２１年経った１６８７年、満を持して、後の世に決定的な影響を与えた不滅の名著、「自然哲学の数学的原理」（通称 「プリンキピア」）を出版します。この本の中で、彼は地上のりんごの落下も、天体の運行も、貫徹する原理は同一であると考え、万有引力の法則から、惑星の楕円軌道を証明することに成功しました。

海王星

１７８１年、アマチュア天文家だった音楽家ウィリアム・ハーシェルは双子座付近を観測中に天王星を発見します。それまで太陽系の惑星は土星までと思われていたのです。 　しかしこの星の軌道を観測するうちに、ニュートンの法則から割り出される軌道と若干ずれていることがわかりました。 　 「プリンキピア」発刊からおよそ２００年後の１８６４年、フランスの天文学者ルベリエは、その理由は天王星の外側に未知の惑星が存在するためだと考え、ニュートンの法則から計算したその星の位置と質量を予言しました。そして早速その年に、ベルリン天文台のガレが予言どおりの位置に、のちに海王星と名付けられた星を発見します。まさにニュートン理論の正しさをまざまざとを見せつけた事件でした。 　海王星の半径は２４，７６０ｋｍと地球の３．９倍。木星型惑星で、平均密度は１．６４ｇ／立方ｃｍです。 太陽から遠く隔たっているため表面の温度はマイナス２００度、大気は低温でも凍りつかないメタンが主で、メタンは赤い色を吸収してしまう性質があるため、美しい青色をしています。公転周期は約１６５年です。

海王星の発見は大きな成果でしたが、それでもなお天王星の軌道に僅かなずれがあったため、更なる惑星の存在が考えられました。そして１９３０年、ローウェル天文台のトンボーによって冥王星が発見されました。半径が１，１４２kmと月よりも小さく、他の惑星の軌道とかなり角度が離れているので、発見が遅れたのでした。 　冥王星の公転周期は約２４８年、その間２０年だけ海王星より太陽に近くなります。自転周期は６．３８７日で、驚いた事に自転軸が公転面に対して１１８度傾いています。つまり横倒しに自転しているという事です。一つある衛星カロンも冥王星の周りを縦に周っています。 　しかし天王星や海王星の軌道は、冥王星の存在だけではまだ説明できないずれがあり、１０番目の惑星の存在も考えられています。 近年の太陽系研究の進展により、昨年、冥王星は惑星の分類から外されました。（２００７年５月２２日）

冥王星とカロン（ハッブル宇宙望遠鏡撮影）

神は言われた「ニュートン出でよ」。すると全てが明るくなった。 　 　ウエストミンスター寺院のニュートンの墓には、こう彫られています。確かに彼はそれまでの科学を集大成し、あたかも全能なる神の優れた僕（しもべ）のごとく、全てを明らかにし、調和のとれた見事な世界を構築しました。 　 しかし彼の理論では、原子のように非常に小さなものや、光のように非常に速いものについての説明が難しいことが後に明らかになり、アインシュタインの相対性理論やハイゼルベルグらの量子力学によってその克服が図られることになります。ただ、それはようやく２０世紀になってからの事でした。 　 （２００１年９月４日登録）