地球は1年に何回自転するの?

月の自転周期と公転周期は同じ
 「地球は1年に何回自転するの?」と聞かれたら、たぶん「365回」と直感的に答える人が多いでしょうね。少しひねった答えだと、「閏(うるう)年があるので365.25回転」なんて回答する人もいるかもしれません。でもね、それだと年によって正午の時間が変わってしまう。たぶん、小数点以下はないでしょうね。
 地球は太陽系の惑星で、太陽を中心に回っています。正確には、太陽系の惑星の位置が日々変わるので、太陽系の中心のまわりを回っているのだけど、太陽の中心とほとんど差がないので「太陽を中心に」と表現しても間違いではないでしょう。
 「惑星にはそれぞれ固有の『自転周期』と『公転周期』がある」って小学生の頃に習いましたよね(今は「ゆとり教育」で教えないのかもしれませんが)。「自転」は惑星自らのスピン。「公転」は太陽のまわりを回る軌跡です。「なんか習ったことあるなぁ」程度で先に読み進んでも大丈夫です。
 話題を少し別な方向に振りますが、小学校の教科書にある「月は公転周期と自転周期が同じ」って意味が分かりますか。
 実は私は、小学生のころに理科の教科書でこの難解な説明を読んで、意味が分かりませんでした。「公転」とは先に書いたように、主星(この場合は地球ですが)を回る軌跡。自転は自分のスピンです。それが同じって教科書に書いてある。非常に難解でした。
 この授業は今でも記憶しているのですが、教師が「実際にやってみましょう」と児童を2人前に出して「さて、この本には自転周期と公転周期が同じと書いてあります。では、Aさんを地球として、Bさんが月でやってみましょう」と実験を始めました。
 「Aさんを中心に、Bさんは1回りする間に1回転してみましょう」
 何回か試みたのですが、どうやっていいか分からない。フィギュアスケートの選手のようにAさんの周りをクルクル回ると先生は「違う、違う」の連呼。「Aさんの周りを回る時に1回転ですよ」と何度も指導します。
 「1回転やってみて。そうそう、それをAさんの周りをやってみて」
 で、結局、Aさんを見たまま、Aさんの周りを回るのが「月は公転周期と自転周期が同じ」って意味なのだと授業で理解できたのです。当時の先生は理系が専門ではなかったのですが、この理科の授業は見事な授業だったと思います。なんせ、小学生だった私の天文への関心を開いたのですから。

地球は一年で366回転する
 ここまでヒントを出すとおわかりですよね。
 地球は太陽系の惑星として、太陽を中心に公転しています。公転の開始を太陽が正面に来た時、終了を公転軌道を一周して再度太陽が正面にきたときとします。1年後の正午と言ってもよいかもしれません。このとき、太陽の回りを公転で大きく1周してきたので、自転は1回余計に必要です。つまり、1年間に地球は365日をかけて、366回転して太陽のまわりを回ったのです。
 「そんなぁ」と思いますよね。「どこで1回余計に回ったの?」と疑問をもつかもしれません。
 調べてみましょう。実は地球の自転周期は約23時間56分なんです。
 「え! 1日は24時間じゃないの?」
 1日を24時間と決めたのは太陽が真南を通過してからまた真南に戻ってくるまでの「太陽日」という考え方で、これを1日として24時間と決めているのです。だって、そのほうが生活には便利ですからね。
 実際には、地球は隠れて(ということもないですが)1日に4分余計に回って(自転して)太陽を正面に見ているのです。せっかく1回転(自転)したのに、自分が公転した分太陽は少しうしろ(東)に行ってしまったのです。だから、4分多く回って正面に持ってくるのです。これが私たちの「1日」で24時間なのです。4分×365日=1460分(24.33時間)からもわかります。
 地球に一番近い「星」、自転周期と公転周期が同じ月。ここへの探査衛星を今年の夏に日本が打ち上げます。その計画「セレーネ計画」でみなさんの名前とメッセージを刻んだシートも一緒に月に届けようというプロジェクトがあります。締め切りが1月末の予定だったのですが、意外とメッセージが集まらなかったためか、2月末まで延長されました。今年の夏は月を見上げたときに、「あ、あの回りを自分のメッセージも飛んでいる」と楽しめるかもしれませんよ。

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2007.02.15 Mint