自転についてとうるう年について

お世話になります。
すごく不思議だなと思うのですが
小学校のとき、地球の自転は23時間56分だと習いました。そしてそのずれをうめるためにうるう年があるのだとも。

でも、おかしいですよね。
例えば赤道直下で太陽の中心と最短距離にある地点をAとします。そのAの地点で4月1日の午前9時に今があるとします。そこから180日後の9月28日には地球の自転が23時間56分であることにより、4分×180日の720分・12時間のずれがしょうじますよね。つまりＡの地点では180日たてば午前9時が夜でなければおかしいはずですよね。でも午前9時は四季関係なく常に朝です。

これはなぜなんだろうと思っていたのですが、
地球は公転もしているんですよね。
つまり１日に公転する距離の分、自転の距離を多くしなければAが太陽の中心と最短距離にならない。そして１日２４時間であることが決まったと思うのですが。
これであっていますかね？教えてください。

次は、うるう年についてなんですけどこれは
地球の公転が364日と4分の1であることから
４年に１度、１日たさないといけないんでしょうかね？

でも必ず誤差は生じますよね。
１日たしても１時間のずれとか３０分のずれとか。
うるう年のためのうるう年みたいな概念も必要になってくるのかなぁとおもったりするんですけど
どうなっているのでしょうか？教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： elmclose 回答日時： 2006/09/11 03:56

まず、地球の自転と公転については、書かれている通りです。

1回の自転周期が約23時間56分で、ただその時間では、地球は１回転しますが、その間に地球も約1度ほど公転していますので、あと4分ほど自転したところで、ちょうど、太陽に対しては1周したことになります。

次にうるう年について。

書かれている通り、4年に一度のうるう年で生じる誤差はさらに補正されます。

a) 4年に一度、うるう年があります（4で割り切れる年）。
b) しかし、100年に一度、うるう年ではなくなる年があります（100で割り切れる年）。
c) しかしさらに、400年に一度、うるう年になります（400で割り切れる年）。

ついこの間の西暦2000年はうるう年でしたが、これは上記c)の条件に当てはまったためです。西暦2100年は、b)の条件により、非うるう年です。

なお、上記a)～c)のルールで、当面は大丈夫でそれ以上の補正は必要ないようです。

No.4 回答者： kiyorin51 回答日時： 2006/09/11 18:59

地球の自転の周期は確かに23時間56分です。

しかし、私たちは太陽を基準に時間をきめ生活していますので、
太陽が南中してから南中するまでを１日（＝２４時間）としています。
この差は地球が太陽のまわりを１日に約１°公転しているからで、
太陽が南中してから南中するまで地球は約３６１°自転する必要が
あるからです。そしてこの１°だけ地球が自転するのに約４分かか
るのです。
　以上が１日につき４分ずれる理由で、質問にあるように「この４分
のずれをなくすためにうるう年がある」わけではないのです。

うるう年について
地球は３６５.２４２２日で太陽のまわりを１周します。
１年で０.２４２２日誤差がでるのです。この誤差が４年たまると，
　０.２４２２×４＝０.９６８８日・・・約１日分たまります。
それで、４年に１度１日追加して３６６日とします。

（さらには）
でも４年で、０.９６８８－１＝－０.０３１２日の誤差がでます。
この誤差が４００年（４年が１００回）たまると，
－０.０３１２×１００＝－３.０１２日・・・約３日オーバーします。
それで、４００年間に３回はうるう年をしない工夫が必要になります。
この工夫が「１００で割り切れて、４００で割り切れない年は平年と
する」というグレゴリオ歴です。これで４００年間に９７回のうるう年
を入れて、季節と暦がずれないようにしているのです。
３６５.２４２２×４００＝１４６０９６.８８日
３６５×４００＋９７　　＝１４６０９７日
４００年で誤差はわずか０.１２日ですね．

No.3 回答者： Tacosan 回答日時： 2006/09/11 14:23

細かいことをいうと, 「自転周期」にも 2種類あって

・(太陽でない) 恒星に対する自転周期: 太陽以外の恒星が「南中してから次に南中するまで」の時間. 太陽のまわりの公転を考えず 23時間56分くらい. これを「1恒星日」という
・太陽に対する自転周期: 太陽が「南中してから次に南中するまで」の時間. 太陽のまわりの公転を考えなければならず, 24時間くらい. これを「1太陽日」という
と区別します. が, まあこれは閏年とは全く関係ありません. 閏年は 1太陽年が 1太陽日の整数倍にならないことに対する補正です.
閏年による補正の方法としては, 普通はグレゴリオ暦を使いますが, もちろんこれだけではなく
・100 の倍数の年は 900 で割って 200 か 600 が余るときは閏年
・100 の倍数でない年は 4の倍数なら閏年
・その他は平年
という置き方もあります.
閏秒は「原子時計 (など) によって計算される時刻 (原子時)」と「実際の地球の動きに基づく時刻 (天文時)」の差が 0.9秒以上にならないようにするための補正で, 基本的には差が 0.7秒以上になるときに ±1秒の補正を加えます. 「負の閏秒」もあるんだけど今までに実施されたのは全て「正の閏秒」です.

No.2 回答者： keer 回答日時： 2006/09/11 04:56

地球の自転が23時間56分4秒であるのはその通りですが、この場合の「23時間56分4秒」というのはSI単位系による時間の単位であり、一日の長さ（太陽が南中してから再び南中するまで）をSI単位系による時間の長さで表しているにすぎません。

SI単位系における時間の長さの定義は。
1時間は60分であり1分は60秒である。
1秒は、セシウム133の原子の基底状態の2つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の周期の9 192 631 770倍に等しい時間である。

原子時計で計れば1日は23時間56分4秒です、しかしこれでは実際に使われている太陽時（一日を86，400等分した時間が1秒）とずれてしまうので絶えず補正しています（閏秒）。

で・・・根本的な勘違いなんですが。
地球が1回転するのが自転であり一日です。
地球が太陽の周囲を一周するのが公転であり一年です。
距離は全く関係ありません、あくまでも回転数と周回数の問題です。
閏年はあくまでも公転周期が365.25636日であることが原因です、一日が23時間56分4秒であることは全く関係ありません。

ちなみに現在のグレゴリオ暦では。
西暦年が4で割り切れる年は閏年とする。
西暦年が4で割り切れる年のうち、100で割り切れる年は閏年としない。
西暦年が4で割り切れ、100でも割り切れる年のうち、400で割り切れる年は閏年とする。
これらのルールに従って400年に97回の閏年を設けてずれを補正しています。