地球の自転と公転 小・中学生の皆さんへ

1.地球の自転
地球は北極と南極を通る直線を軸として、西から東の方向へ、自転しています。(図参照)
そのため、太陽や月など天体の方が東から西の方向へまわっているように見えます。
17世紀にガリレオが地球が回っていると言い出しましたが信じてもらえませんでした。


地球の自転

地球が自転している証拠
フランスの物理学者フーコー(1851年)は寺院のドームに、長さ67mの振り子をつくり、地球が自転している証拠の実験をしました。
振り子を1つの振動面で静かに振らせて観察しました。
そとから力を加えなければ同じ振動面で振れているはずなのに、時間が経つと振動面が変化します。
これは地球が自転しているために、地面の方向が変化するためだと説明しました。
フーコーの振り子は国立科学博物館の入り口にあります。はじめ、振動面の方向を調べておき、見学した後、帰りに振動面を調べると変化したことがわかりました。(下の写真)
地球が自転している証拠は他にもいろいろありますが省略します。


国立科学博物館のフーコーの振り子(東京上野 2006年9月13日撮影)

地球の自転周期
地球の自転周期はある恒星が真南を通過して、次の日真南に来るまでの時間を調べるとわかります。
約23時間56分4.1秒となり,1恒星日といいます。
私たちが日常使っている1日24時間00分は太陽の中心が真南を通過して、次の日、真南を通過するまでの時間です。
約4分差があります。これは地球が太陽の周りを公転しているからです。

2.地球の公転
夜る見える星座は季節によって変化しますね。これは地球が太陽の周りをまわっている(公転)からです。
太陽がある昼間の空は明るくて、星座は見えませんが、太陽は星座の間を動いていることを示しています。


地球の公転と年周視差

地球が公転している証拠
地球と太陽の距離は約1億5000万Kmあります。
地球が上の図で、Aの位置にあるときと、Bの位置にあるときでは、近くにある恒星の見える方向が、1年を周期として変化します。これを地球の公転の証拠にしています。
図の角度 p を年周視差といいます。恒星は遠くにありますので、年周視差は大変小さな角度です。
太陽系に最も近い恒星のケンタウルス座α星(4.4光年)でも0.742”しかありません。1”は1°の3600分の1です。

地球の公転周期と太陽暦
地球は太陽のまわりを、1年=365.2422日で一周します。これは恒星の観測で求めることが出来ます。
おおまかな地球の公転周期は季節の変化で知ることが出来ます。
エジプトではナイル河が同じ季節に、はんらんするので、その平均から、1年は365.25日であるとわかっていました。

西暦紀元前46年に、ローマのユリウスは365日の平年と4年に1回366日のうるう年をおいて、ユリウス暦をつくりました。
     (365+365+365+366)÷4=365.25日 :ユリウス暦の1年
     365.25−365.2422=0.0078日 :ユリウス暦の誤差
ユリウス暦は1年が0.0078日多すぎますね。ユリウス暦を約1600年間使いましたら、暦と季節が10日程ずれてしまいました。

西暦1582年ローマ法王グレゴリオ13世は暦から10日間を除き、現在私たちが使っているグレゴリオ暦をつくりました。
西暦1582年10月4日の次の日を10月15日にして、10日間を除いたのです。暦の上での操作ですから、生年月日が無くなるような心配はありません。
グレゴリオ暦は400年に3日少なくなる工夫がされ、1年の平均は365.2425日で、1年が0.0003日多すぎます。

 問い 現在使っているグレゴリオ暦は何年使うと、1日の誤差になるか、計算してみてください。

もどる