地球の自転が24時間よりも5分ぐらい短い話。スタートークという番組をよく見ます 英語で有名な科学者と

地球の自転が24時間よりも5分ぐらい短い話。スタートークという番組をよく見ます 英語で有名な科学者と話をしているような動画です

地球の自転は実は24時間よりももっと短いという 科学者の説明にとても驚きました
猛スピードで いつも話すので 英語 だし なかなか頭がついていけません

結局地球が自転しているだけでなくって 太陽の周りを公転しているので綺麗な円ではないけれど 楕円形で1日に1度の角度で地球が太陽系の周りを動いているので

もう一度 綺麗に 太陽の方を真正面を地球が向かねばならないので最後に首を ひとひねり という意味で
あと5分 てことでしょうか

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2024/07/19 14:52

「うるう年」のことはとりあえず別にしましょう。

地球は、自転と同じ向きに公転していますから、「太陽の方向を 365回向く」ために、実は１回転多く「366回」回っています。
まず、これは分かりますね？

１日のうちに、太陽の周りを 1/365 だけ回っているので、自転も
　１回転 + 1/365回転
しないと、同じ面を太陽に向けないのです。
（これは公転軌道が「真円」の場合ですが、楕円であっても「365日で一周」するのであれば、毎日の回転量に凸凹があっても平均すればこうなります）

その「１回転 + 1/365回転」が24時間なので、１回転に要する時間は 24 時間よりおおよそ 1/365 だけ短いことになります。
その『不足する時間』は
　24 時間 × 1/365 = 24 × 60 分 / 365 ≒ 3.9 分　　　　①
です。
つまり、1年がピッタリ365日なら、１回転するのに要する時間は24時間より約4分短いということです。
1/365 だけ余分に回って、太陽に同じ面を向けるのに要する時間が 24 時間ちょうどです。

これに、さらに「うるう年」の話が加わります。
上に書いた話は「1年がピッタリ365日なら」ということなのですが、残念ながら1年はピッタリ365日ではないのです。
約４年に１回うるう年があり「１年が366日」になります。
つまり、１年はほぼ「365 と 1/4 日 = 365.25 日」ということです。
ただし、これで①の計算をしても、有効数字の範囲内には影響しませんね。

以上から、「地球は、同じ面を太陽に向けるのに１回転 + 1/365～1/366 回転しないといけないので、ちょうど１回転するのに要する時間は24時間よりも約4分短い」ということになります。
何も不思議なことはありません。

質問者さんが書いている「約5分」というのは、「かなり丸めた数値」ということなのでしょうか。

No.4 回答者： ssawatake 回答日時： 2024/07/19 14:47

地球の1年は365日ですが、1年で366回自転します。

その差の事です。

1日24時間の長さの定義は、太陽が南中してから次の南中までの時間。
その間に公転して少し円周上を進むから、自転は1回転+1/365回転

図を書いて確認して下さいな。

今頃何をですが・・。

No.3 回答者： mide 回答日時： 2024/07/19 14:25

> もう一度 綺麗に 太陽の方を真正面を地球が向かねばならないので最後に首を ひとひねり

> という意味で
> あと5分 てことでしょうか

その理解でいいと思います。

ここで便利な概念は「恒星日」と「太陽日」という対比です。番組でsidereal dayとsolar dayと言っていたかもしれません。

自転している地球の1点から見ると太陽以外の恒星はどれも毎日同じコースをたどり、空のある位置に来てからまた同じ位置に来るまでの時間が約23時間56分と一定です。これを「恒星日」といいます。

1恒星日が経過した時、太陽は前日より1度ほど東にいます。おっしゃるとおりこれは地球の公転のためで、太陽の南中から次の南中までの時間が「太陽日」です。ただし季節変動が大きいので平均した「平均太陽日」を24で割った時間を「1時間」としました。

この方が社会生活には便利だったわけですが、天文の分野では恒星時(sidereal time)もよく使われます。同じ恒星時には遠くの天体が空の同じ位置に見えることになるので。

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2024/07/19 13:27

一般的に、自転と言うのは、360度の回転を一回とします。

しかし、地球の一日は、今日の南中から次日の南中までを言います。

地球の公転は大凡365日で、この移動角度は約1度/1日になります。
地球の公転方向と自転方向は一致するので、
地球の一日の自転角は361度になります。

つまり、361度回転時間が24時間=1,440分なので、
360度回転時間は、1,440×(360/361)=1,436(分)となり、
24時間に4分足りません。

これは単に、「一回の自転」と言う定義と、
「地球の一日=24時間」という定義の差から生じていることになります。

No.1 回答者： ピクセル7 回答日時： 2024/07/19 13:04

え？今頃？

そのためにうるう年があるんですけど？