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パリ子午線

その線はフランス・パリ天文台の本館、「子午線室」と呼ばれる部屋の真ん中をまっすぐ南北に通っている。イギリスのグリニッジを通る経線が「本初子午線」となった今（※注1）、この「パリ子午線」には「東経2度20分14秒くらい」という中途半端な意味しかないが、歴史的には重要な役割を果たしてきた。1667年に太陽王ルイ14世と財務総監コルベールの支援を受けてパリ天文台が建設されたとき、その中心を南北に貫く経線がパリ子午線となったのだが、これはグリニッジ天文台の建設より8年以上早い。1669年からはジャン・ピカール（1620〜1682）がこの子午線に沿って地表の距離を測定するとともに天体観測を行い、1671年に現在知られている値と1%程度しか違わない正確さで地球の大きさを求めた。

地球の大きさを測るには同じ経線上、つまりぴったり南北に並んでいる2地点AとBの間の距離と、その間の緯度差θを求めればよい。緯度は天体観測で求める。図のようにAB両地点から見上げる天頂（矢印の方向）は異なるので、同じ星でも南中高度が変わるのを利用するのだ。こうして求めたAB間の距離と緯度差θを利用して、北極点Nと赤道上の点Eの間の距離、つまり地球の円周の4分の1が計算できる。なお、厳密には赤道に沿って測った円周よりも北極と南極を通る円周の方がわずかに短い。

こうした測定は陸地の地図を作る上で欠かせないし、海上の航海でも重要だ。領地の支配を固め、貿易を推進するために王宮は天文学者達を支援したのである。1789年にフランス革命が勃発すると王権と結びついていた天文台も危機にさらされたが、依然として存在価値を認められ組織再編を経つつも存続した。その上で、天文台とパリ子午線には新たな役割が与えられた。王制下では地域や職業ごとにばらばらだった度量衡の単位を「万人のための尺度」に統一することが提案され、その中で、北極点から赤道まで続くパリ子午線の長さを1000万で割った値を新たな単位「メートル」にすることとなったのだ。子午線の距離を計測する仕事は天文台の高名な天文学者2名に託された。ジャン＝バティスト・ジョゼフ・ドゥランブル（1749〜1822）がパリから北へダンケルクまで、ピエール・メシャン（1744〜1804）が南へスペインのバルセロナまでの計測を担当。1792年に始まった遠征は革命下の混乱もあって困難を極めたが、1799年にようやく観測結果がまとめられ「1メートル」という長さが正式に誕生した。その後、メシャン自身や彼の後を継いだ天文学者たちの手で観測精度はさらに高められている。結局、地球の大きさを長さの定義に使うことには不都合があり20世紀になると光が進む距離によって「メートル」の長さは再定義されるのだが、このパリ子午線の上で繰り広げられたプロジェクトの意義は決して損なわれまい。

そんなことを考えながら私は薄暗い明かりの中、線の上でたたずんでいた。

ワイン、チーズ、望遠鏡

私は4年前（2010年）まではアストロアーツでウェブサイトの編集などを担当していた（つまり元はこの「星職人」コーナーを編集する立場だった！）が、天文学の歴史を研究しようと思い立ち日本の大学院で研究し、ひょんなことから今年（2014年）1月末にフランスへ渡ることとなった。現在はパリ第7大学（ディドロ大学）の大学院に在籍し、SAW（mathematical Sciences in the Ancient World：古代における数理科学）プロジェクトという研究チームに所属している。そのSAWチーム一同が天体観測の研修も兼ねて天文台を見学することになったのだ。パリ行きが決まったとき、一度は行こうと思ったパリ天文台に、渡仏後わずか1ヶ月あまりで入れるとは。ちなみにパリ天文台は基本的に一般公開はされておらず、まして夜に訪れるなど滅多に体験できるものではない。

もっとも、何事にも条件というものがある。招待のメールには我々が厳格に守らねばならない一つのルールが記されていた。

「何か栄養になるものを持ってきてください（チーズ、またはソーセージ、パイ、ワインなど…）」

こういう文面を見るとフランスにいることを強く実感する。そんなわけで私もマナーを守って、ワインを一本携えて天文台に向かう。どこかに食堂棟があって、観測後にそこで宴会でもするのかと思いきや、我々はまっすぐ天文台の本館へ案内され、子午線室を通って屋上の望遠鏡ドームへ入っていった。19世紀に設置されたという立派な屈折望遠鏡を横目に、何の疑問もなくワインやチーズを広げ始める一同。ドームが開いて望遠鏡が動き出したのは、乾杯して、その場にいる全員が、しっかりとワインを飲んだ後である。

カッシーニが見た木星

望遠鏡の操作がワインに影響されることは幸いなかったが、パリの夜空はワインで満たされたかのような色で輝いており（※注2）、こちらは大いに観測に影響した。月と木星しかまともに見られる天体がなかったのだ。もっとも、逆に言えば同じ天体をじっくり見続けることができたとも言える。加えて参加者の多くはワインとチーズを片手に話に花を咲かせていた。おかげで私は、4つ見えていたガリレオ衛星が3つになる瞬間を望遠鏡で目撃した。衛星の1つエウロパが木星の手前に重なったので、その光にまぎれて見えなくなったのである。まったく予期していないことだったし、実はこれまでガリレオ衛星と木星が重なる瞬間を観察したことなどなかったのだが、前後での変化は驚くほどはっきりしていた。

この現象を時間の計測に応用することを提案した天文学者がいる。ジェノヴァ共和国（現・イタリア）のジョヴァンニ・ドメニコ・カッシーニ（Giovanni Domenico Cassini, 1625〜1712）だ。実は前述のピカールによる子午線計測でも、時刻を記録するために振り子時計とともに望遠鏡によるガリレオ衛星の観測が利用されていた。カッシーニは木星や火星の模様を観測して両惑星の自転速度を求めたことでも知られていて、その際に木星の「大赤斑」を発見している。

エウロパが隠れた辺りに、ちょうど大赤斑が見えていた。カッシーニが観測した大赤斑は現在見えているものと違うという説もあるが、それでも彼を連想せずにはいられない。何しろここはカッシーニゆかりの地でもある。彼の名声を聞きつけたルイ14世が1668年に彼を招いたのだ。カッシーニはしばらくしたらジェノヴァに帰るつもりだったとも言われているが、ここの研究環境が気に入ったらしく、1671年に天文台長に就任、1673年にはフランスに帰化、名前もフランス式にジャン・ドミニク・カッシーニ（Jean-Dominique Cassini）に変えた。その後ほどなくして、土星を観測中に環の中にすきまを発見している。私も彼が観測したのと同じパリ天文台でその「カッシーニの間隙」を見たかったが、残念ながら観望シーズンにはまだ早い。天文台での宴会…もとい研修が終わったのは、そろそろ土星が東の地平線に昇ってくるかという午後11時過ぎである。

「木星はきれいだったなあ！それにしても空が明るくて星が見えないのが残念だ。でも一番残念なのは、ワインが全然足りなかったことだな」

そんな参加者の声が聞こえてきて、改めてフランスに来たことを強く実感するのであった。彼は心配しなくても天文台の外に出ればいくらでもワインを見つけることができると思うが、星はどうだろうか。これから、パリとその周辺で天文とその歴史に関わるモノを探してみたいと思う。