つくばの太陽系

　新型コロナウィルスのパンデミックが始まる直前の（2019年）最後の秋、つくば市で学会があった帰りに、つくばエクスプレスつくば駅前のつくば市中央公園を歩いてみました。さすがに科学万博を機に建設された学園都市の公園だけあって、園内のエキスポセンター前にはH�Uロケットの実物大模型が展示されているのは象徴的ですが、私が嬉しかったのは園内メインストリートに沿って並んでいる石のモニュメント、これは私もずいぶん以前の記事で書いた“地球カレンダー”を表現しています。

　公園の入口側から、焼けただれた表面に星間物質が降り注いで原始地球が誕生した45億年前から、原始生命誕生、三葉虫の時代など代表的な時代を示す石のモニュメントが並んでいますが、最初の方はモニュメント間の距離も長く、三葉虫のあたりからは次第に詰まってくる。まさに地球の地質学的、古生物学的な時間の経過を意識させてくれるように並んでいるわけですね。そうやってだんだんロケットの方に近づいて行くのも面白かったです。その地球カレンダーを私のサイトの昔の記事から再掲しておきます。

　まだガス状だった太陽系の中に原始地球が誕生したのを1月1日とすると、月が地球から分離したのが1月12日、陸と海が分かれたのが2月9日、生命の源である蛋白質や核酸ができたのが2月17日、原始生命が発生したのが2月25日と、この辺までは順調なのだが、現在の生物の原型である核を持った細胞が誕生したのはもう１年も半ばを過ぎた7月10日、その細胞が寄り集まった多細胞生物が誕生したのは秋の気配の9月27日、骨格を持つ動物が現れたのは秋も深まる11月14日、魚類の出現は11月20日、恐竜の出現は12月13日、鳥類の出現は12月19日、クリスマスも終わった12月26日の午後8時17分に隕石の衝突で恐竜絶滅、もう１年も終わってしまうよ、人類は一体どうなってるのと思うと、それ以後哺乳類の繁栄が進み、大晦日の12月31日の午前中にやっとヒトへの進化が始まり、紅白歌合戦のトリの歌手が歌っている午後11時37分にホモ・サピエンス誕生、除夜の鐘が秒読み段階になった午後11時59分46秒に西暦0年、午後11時59分58秒、１年のあと２秒を残して産業革命と共に現代の機械文明が幕を開けたということになる。

　さて地球カレンダーも面白いのですが、このメインストリートの反対側にもこんな菱形をした石のモニュメントが並んでいます。これは太陽系の惑星の相対的な位置を表したもので、写真の一番手前が太陽、そこから順次水星、金星、地球、火星と続いていきます。

　次のモニュメントは園内通路の交差点だったか忘れましたが,、植え込みの切れ目を越えた先に木星があり、さらに次の土星に至ってははるか先の先、この写真では判別もできないくらいの距離になってしまいます。

　実際の太陽系の各惑星の相対距離もほぼこんなものです…って別に私が計測したわけではありませんが…（笑）。

　実は私が卒業した中学・高校は文部科学省（当時は文部省）の学習指導要綱などまったく無視の授業をしていて、その一環、私は中学１年生の時に聴いた太陽系の各惑星間距離に関する物理の授業をよく覚えているのです。現在のネット上に出ている各惑星と太陽との平均距離をお示ししますね。単位は太陽・地球間の平均距離を1.0としたときの相対値です。海王星と冥王星は天文学の好きな方々ならご存じと思いますが、この２つは冥王星がかなり歪んだ軌道を回っているので互いに内側になったり外側になったりして複雑なので、とりあえずここでは省略します。つまり昔は惑星の順番を「すい・きん・ち・か・もく・どっ・てん・かい・めい」と記憶しましたが、この後半が「どっ・てん・めい・かい」になっている時期もあるということです。

　さてその時の物理の森先生は「ボーデの法則」というのを説明してくれましたが、これは惑星が一定の数列に従った距離を置いて並んでいるという法則のこと。本来のボーデの法則は、水星を−∞、金星を0、地球を1、火星を2、以下同じとするn値を与えると各惑星と太陽との平均距離は0.4+0.3×2ⁿで表せるというものらしいですが、あの先生は大雑把に２倍２倍に増えていくとかなり乱暴な近似を使われました。n乗というべき乗の概念がまだ中学１年生には難しいと思われたからかも知れません。

　ボーデの法則は現在では否定されているようですが、そんなことは問題ではない。確かに現在も信じられている、あるいは確かめられている宇宙の真実ではありませんでしたが、あの授業は今もはっきり印象に残っているほど面白いものでした。確かに太陽系の各惑星と太陽との距離は、このつくば市中央公園のモニュメントのとおり、太陽に近い惑星ほど間隔は詰まっており、木星以遠の惑星ほど互いに隔たっている、そういう事実を観察した時に何らかの法則性を当てはめ、何らかの仮説を導き、それを具体的に証明していくこと、それが科学であるということを教えてくれた授業だったからです。あの時の先生は、実際に洗面器に水を張って渦を起こした時に周辺にできる小さな渦同士の距離はボーデの法則に当てはまるというような簡単な実験も紹介して下さった。観察から実験へ…という科学で最も大切な研究態度を示して下さったわけです。

　医学でも紀元前のヒポクラテスは、冷たい風が吹き下ろす地方では気管支の病気が多いとか、高温多湿の地方では腹を下す人間が多いとか、そういう素朴な観察から学問としての発展がスタートしたわけです。私は教科書や最新の論文に記載された“現時点における真実”を羅列することばかりが科学の授業や講義の目的ではないと思います。身の回りの諸事や自然界の森羅万象をよく観察して、法則性を当てはめ、実証していく、先ずそのことの意味を教えることも大事です。

　森先生の一番最初の授業もよく覚えています。
何も知らない子供が森の中で迷子になった、寒いから火を起こさなければいけない、幸いマッチは持っていたが燃やす物が無かったので、子供は森の中でいろいろな物を拾って試しに火を付けてみた。燃えた物：四角い木切れ、三角形の紙の束。燃えなかった物：丸い石ころ、金属製の指輪。以上のことから子供が結論したのは、角のある物は燃える、丸い物は燃えない。この子供の結論は我々から見ると明らかに間違っているのだが、この子供の考え方こそ科学である。マッチで火を付けて観察した結果、こういう法則性を見出した、そしてこの後にさらにいろいろな物を燃やしてみることで次第に真実に近づいていくのだ…ということでした。本当に良い授業を受けたものだと今さらながら感謝に堪えません。

　太陽系の惑星を示すモニュメントの配列を見ているうちに、昔のことを取り止めもなく思い出しました。上の写真で火星と木星のモニュメント間の距離はかなり広いです。実際はここに夥しい数の小惑星群が存在しており、はやぶさやはやぶさ２がはるばる旅をしてサンプルを採集してきたイトカワやリュウグウもそれらの１つです。さてこの火星と木星の間、ボーデの法則でもここにもう一つ惑星があってもいいくらい距離が空いてますね。実は昔からここに仮想の惑星を想定する考え方は幾つかありました。

　私がボーデの法則を授業で習った頃、１冊の空想科学小説（SF小説）を読みました。1965年に翻訳が出版されたリチャード・ウイルスンという人の『第五惑星の娘たち』という作品、とうの昔に絶版になったうえ、現在ではネット上の記憶も散漫で、二束三文に近い値段で古本サイトに数件投げ売りされている哀れな状況です。内容は宇宙から飛来した美少女たちを前に地球のフェミニストたちが繰り広げる醜態ということですが、中学生の坊やがそんな“深遠な（笑）”テーマなど理解できるはずもない。

　ただこの娘たちの故郷の設定が凄いんですね。太陽系の第五惑星、つまり水星・金星・地球・火星に次ぐ軌道を公転していた惑星が何かの原因で木っ端微塵に吹っ飛んでしまう、その故郷の星が破滅する寸前に脱出、さらに数十万年の時の流れを越えて地球に来訪した。私には美少女云々、フェミニスト云々の記憶はまったく残っていませんが、ボーデの法則を習った直後の読書だったので、“火星と木星の軌道の中間”にかつて木っ端微塵になった別の惑星があったという設定だけは、物凄く鮮明に覚えているわけです。

　ただし実際の小惑星群を観測して分析すると、何らかの爆発によると思われる高熱の痕跡は見られず、またすべての小惑星を引っくるめても惑星１個分の質量にならず、太陽系生成時に隣の木星の引力に邪魔されて惑星になれなかった冷たい星間物質の集まりと考えるのが正しいようです。だからこそはやぶさもはやぶさ２も太陽系の起源に迫るべく、イトカワやリュウグウの試料採取を一つの使命として旅立ったのですね。万々々々々に一つ、はやぶさ２が持ち帰った試料の中に文明の痕跡など見つかったら、まさに天地が引っくり返る大変な事態になります。