地球の年齢
以前はトムソンに賛同していたゲイキーも反対側に回った。
また、ジョン・ペリーもトムソンに反対した。ペリーは元々トムソンの助手であったが、1894年に執筆した論文においてトムソンの論法に疑問を呈した。トムソンは地球の熱伝導率がどこでも同じという仮定のもとで計算しているが、仮に地球内部の熱伝導率が外側よりも大きかったとすると、地球の年齢はトムソンが計算したものよりもずっと大きくなるのである。
このペリーの論文については、はじめトムソン派のピーター・ガスリー・テイトが反論したが、その後トムソン自身も応答している。トムソンは1894年に書かれた応答では、自分は地球の年齢を2000万年から4億年と見積もったが、上限をもっと長くとって40億年にすべきだったかもしれないと述べた。しかし太陽については2000万年以上輝き続けることはあり得ないと述べている。翌1895年の論文では、地球の年齢についての譲歩も引っ込め、先述のように、地球の年齢は2400万年としている。
ペリーはこれを受けて1895年、ネイチャーに論文を発表した。ここでは、地球内部の状態については不確定要素があるから、現在の地球物理学では地球の年齢について上限を設けることはできないと記されている。
ジョン・フィリップスは独自に地球の年齢を9800万年と導いていたためトムソンに賛同した。アーチボルド・ゲイキーは、地球の活動はその量も内容も昔と今とでは変わらないとするライエル式の斉一説に反対し、地球の年齢も1億年以内に収まるとした。ジェームズ・クロール(英語版)も、トムソンが導いた地球の年齢を受け入れた。
一方、進化論を提唱したチャールズ・ダーウィンにとっては、トムソンの研究結果は悩ましかった。トマス・ヘンリー・ハクスリーが「生物学は地質学から時間を取り込む」と述べているように、ダーウィンの進化論が誕生するにはライエルが主張したような長い年月が必要だったのである。実際、ダーウィンはライエルの『地質学原理』を読んでおり、『種の起源』初版では、地球の年齢は第三紀だけでも3億年以上あると推定していた(のちに誤りを指摘されて削除した)。ダーウィンは1869年にアルフレッド・ラッセル・ウォレスに宛てた手紙で、「世界の年齢が若いというトムソンの見解はここのところ私の最も心の痛むトラブルの1つです」と書いている。そのウォレスは、過去は地球軌道の離心率が現在よりも大きく、その結果昔は気候の変化が激しく生物の変異も多かったとして、地球の年齢が1億年だとしても地質史的・進化史的に見て問題ないと主張した。
この時点でトムソンに反対した人物としては、生物学者のトマス・ヘンリー・ハクスリーがいた。ハクスリーは、トムソンが批判しているような絶対的な斉一論者は現在では存在しないのでトムソンの批判は的外れだとして、さらに、トムソンが出してきた数字は範囲があいまいなので、地球の年齢ももっと延長することだってできると主張した。
トムソンは太陽と地球は同時期に誕生したと考えていたため、太陽の年齢は地球の年齢を知る上で参考になる。その太陽だが、一体何をエネルギーとして輝き続けているか、当時は明らかではなかった。化学エネルギーが源ならば、太陽は数万年で燃え尽きてしまう。そこで、隕石が太陽に衝突することでエネルギーが発生するという説が出され、トムソンも一時期それを検討したが、これによって得られるエネルギー量も十分ではないことが分かった。次にトムソンが考えたのが、太陽の重力エネルギーである。これは、太陽を構成している物質は太陽のまわりを雲のように覆っていて、それが重力によって太陽の中心に向かって落下してゆく、その運動エネルギーが熱に変わるというものである。つまり太陽は収縮しながら燃焼を続けているということである。 この説はもともとヘルムホルツによって出されたものだが、トムソンは実際に熱量を計算し、そこから太陽の年齢を2000万年と見積もった。データの誤差も考慮に入れたうえで、トムソンは1862年の論文で次のように記した。
こうしてトムソンは、地球と太陽の年齢について、別の方法から、おおよそ似た値を導き出した。そのうえトムソンは、潮の満ち引きによる摩擦で地球の自転速度が遅れることに着目し、ここからも地球の年齢を求めようとしたが、結果的にこの方法では正確な値を求めることは難しいことが分かった。
こうしたトムソンの研究は、地質学者に大きな反響を与えた。トムソンの主張に賛同する学者も多かった。当時トムソンは物理学者としての名声があり、主張の内容も、当時の物理学では反論するのが難しかったからである。