天文FAQ

よくある質問

 

 ●身近な天文のQ 〜これまでにあった質問から 

 Q なぜ地球(星)は回っているのか?

 Q なぜ月は丸いのか?

 Q 星の数は何個ある?

 Q なぜうるう年があるのか?

 Q なぜ雨の多い7月にたなばたがあるのか?

 Q なぜお月見の日は毎年違うのか

 Q どうやって星の距離を測ったのか?

 Q どうやって地球や太陽の重さを測ったのか?

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 回答欄

 

 Q なぜ地球(星)は回っているのか

 A 地球だけでなく、惑星や星、すべての天体は回転している。

   回転の仕方はいろいろだが、静止しているという状態はたった一つしかない。

   たとえば、とがった山のてっぺんにバランスのとれたボールが静止しているとする。

   だが、ほんのわずかバランスが狂えばボールは下に転がり落ちるはず。

   静止状態は一つだけだが、転がり落ちるのはありとあらゆる方向がありうる。

   それと同じように、地球のもとのガスやチリは集積成長する過程で中心に落ち込んでいくが、

   周囲との相互作用で方向が乱れるなど何らかの偏った運きが発生するだろう。

   それらが増幅されれば渦巻きになる。

   このように考えれば地球や星は回っているのが普通で、回っていないのは極めてまれといえるだろう。

   

 Q なぜ月は丸いのか

 A 月はきれいな球体ではなくややいびつな西洋ナシのような形状をしている。 

   月が作られたとき、月の全体は融け大きな溶岩の塊のようになった。

   固体は大きな力が加わらない限り変形しにくいが、液体は気体は変形しやすい。

   融けていた月は自らの重力で中心に集まり、形が整えられ今のような球体になった。

   地球などの大きな惑星、そしてガス体である星も、宇宙のほとんどの天体は

   自己重力によって均等に収縮し球状になる。

 

 Q 星の数は何個ある

 A 山で見る星の数は数え切れないほどあるように見える。

   が、目で見える数と限定すると6等星までで、全天で6000個ほどとなる。

   そのうち半分は地平線の下だから、一度に見えている星の数は実際には3000個ぐらい。

   だが、双眼鏡や望遠鏡を使うと次々と暗い星も見えるようになる。

   私たちが見ている星はほとんどが天の川宇宙に属しているものと考えていいので

   その数は2000億個ほどと言われている。

   宇宙には天の川宇宙と同じような銀河が2000億もあると考えられるので

   結局私たちの宇宙には2000億×2000億の星があるということができる。

   だが現代科学は、宇宙は私たちの宇宙だけでなく、ほかの宇宙もあると考えられるという。

   とすればまさに星は、星の数ほど・・・とても数え切れない

 

 Q なぜうるう年があるのか

 A 地球はほぼ24時間で1回転しているが、これが1日の単位となっている。

   そして、太陽の周りを1年かけて1周していて、これが1年365日の単位となる。

   しかし、太陽の周りを完全に一周するには実はもう少し余分に時間がかかっていて

   その値は365.2422日。つまり365日だと完全に1周できず0.2422日ぶん足りない。

   そこで4年に一回、余分にうるう年を入れることで足りない分を補い、

   地球が完全に1周できるように調整する。これがうるう年が作られた理由だ。     

 

 Q なぜ雨の多い7月にたなばたがあるのか

 A 旧暦と新暦の違いが原因。

   旧暦は月の満ち欠け(29.5日)をもととした暦で、太陽の動きをもととした今の暦と異なり 

   29.5×12か月=354日と、1年に11日ほど不足している。

   何年もたつと、(太陽の動きをもとにする)季節とのずれが大きくなるため、それを補うよう

   時により1年を13か月とするうるう月を入れたりして調整をする。

   また、春分や秋分をそれぞれ旧暦2月、旧暦8月とするとしているため

   旧暦でいう7月7日は、今の暦ではほぼ1か月先の8月ということになる。

   したがって旧暦の7月7日では関東も梅雨も明け、晴れた空に七夕星を見ることができるが

   今の暦では梅雨時期のたなばたとなってしまうことになる。

 

 Q なぜお月見の日は毎年違うのか

 A 中秋の名月の日は毎年9月から10月の間になり定まった日にちというのはない。

 また中秋の名月の日は必ずしも満月のときとは限らない。

 中秋の名月の日の決め方→

 まず、中秋の名月の日は旧暦8月15日と決められているが

 月の満ち欠けを基準にした旧暦(新月のときが月初め、1日となる)でも

 実際の月の運行が複雑なため完全には一致できず満月にあたらないときがでてくる。

 そして、中秋の名月の日だが

 新月から満月そして新月へと戻るこの期間(平均で29.5日)を1朔望月というが、

 旧暦では秋分の日を含むある1朔望月を8月とするとしている。

 7月が初秋、8月が中秋、9月が晩秋というわけである。

 このことと、前述した旧暦8月15日が中秋の名月という2点から計算し求める。

 例

 たとえば2016年の秋分の日は9月22日

 これを含む1朔望月が旧暦の8月の期間である。

 この期間の初めの新月の日は9月01日

 これが旧暦の8月1日となる。

 14日後が旧暦8月15日になるわけだから

 9月01日+14日(・・・変な式だけれど)=9月15日

 で、2016年の仲秋の名月は9月15日

 ○月の形とよびかた〜満月以降

 月の名称      旧暦

 ●小望月       14日 
 ●中秋の名月   8月15日
 ●十六夜        16日
 ●立待月        17日
 ●居待月        18日
 ●寝待月 (臥待月)   19日
 ● 更待月        20日
 ●二十三夜       23日
 ●二十六夜       26日
 ●十三夜      9月13日

 これらの月はだんだんと上ってくる時間が遅くなってくる。

 昔の人は皆で集まり、月の出を待ちながら過ごしたという

 そんな身近な例が、さいたま市に残る二十三夜の地名

 

 Q どうやって星の距離を測ったのか

 A 月など近い天体の距離は三角測量〜地図などを作るための距離の測量法と同じ

   遠く離れた二か所からの天体の見通し角度を測って距離を求める。

   二か所の間が(基線長〜たとえば地球の直径、地球太陽間の距離など)

   離れていればいるほどより遠くの天体までの距離を正確に測ることができる。

 A 遠くの天体はその天体の真の明るさを何らかの方法で知り(変光星・超新星を利用)、

   見かけの明るさとの差から距離を求める

 A 銀河などさらに遠い天体は、宇宙膨張を利用しその後退速度から距離を求める。などなど

 

 Q どうやって地球や太陽の重さを測ったのか?

 A 星の重さ(質量)と、引力の強さには関係がある。
   重い星ほど引力が強く、軽い星ほど引力が弱いという関係で
   それを表したのがニュートンの万有引力の法則。
   この法則を利用すれば、引力の強さから地球や太陽の重さを知ることができる。
   →地球の場合、地上実験で引力の強さを測り、そこから地球の重さを求める。
    2つの物体の間に働く引力の強さは、質量(M1M2)の積に比例し、距離rの二乗に反比例する。
    これにかかる係数が万有引力定数G。
    地上でものが落ちるときにかかる力は質量と加速度に比例する。
    この2つをまとめると、地球の重さは加速度と距離(地球半径)の積をGで割った値となる。

   (Gの値は地上実験で求められている)  
  →太陽の場合、引力の強さを直接測ることはできない。
    この場合、他の天体との関係〜運動の様子〜から引力の強さを求めることができる。
   地球は太陽の周りを回っている。このとき、太陽の引力と遠心力とは釣り合っているので
    そこから太陽の引力の強さがわかり、太陽の重さを求めることができる。。
    遠心力は、地球太陽間の距離と地球の重さ、公転の速さ(の二乗)とに比例する。
    この遠心力=引力という関係から太陽の引力の強さを求めれば質量が分かる。
    2つをまとめると、太陽質量は地球の公転の速さの二乗と距離との積をGで割った値となる。
  → 更に遠い星の場合はどうするか?

   単独の星では運動の様子がわからないのでうまくいかないが
    星の世界には連星〜2つの星が回りあっているような世界〜が多数あるので

   その運動を観測すればいい。ただ、地球〜太陽のように質量差が大の場合とは異なるので

   ほんの少し手間は必要だが、基本の考え方は変わらない。

  というふうに、天体の質量は、その系で働く力の強さから求めていくことになる。

 

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