地球の公転により昼夜が逆転しない理由

長年、疑問になって居る疑問がありますので、質問させて頂きます。

地球が太陽の周囲を公転する場合、現在と半年後では太陽光線の当たる側が正反対になると思うのですが、この時に何故、現在と半年後とでは昼夜が逆転する様な事は起き無いのでしょうか？

地球の公転に対する地軸の傾きが関係しているのでしょうか？

御回答の程、宜しくお願い致します。

No.7 ベストアンサー 回答者： jun1038 回答日時： 2003/01/06 06:56

おはようございます。

＞地球が太陽の周囲を公転する場合、現在と半年後では太陽光線の当たる側が正反対になると思うのですが、この時に何故、現在と半年後とでは昼夜が逆転する様な事は起き無いのでしょうか？

このような考え方は、無限遠から太陽系をながめたときの発想ですね。
地球から見たら、遙か彼方の星を基準にした１日の考え方です。
そのような時間の体系を「恒星時」と言い、
恒星時の１時間が２４個で、「１恒星日」となります。
簡単にいうと、ある恒星（恒星時のホントの基準は春分点ですが）が
南中（真南に来ること）してからまた南中するまでが１恒星日です。

恒星時は、春分点の見ための位置でその時の時刻を決めますので、
例えば、６時が朝の時もあれば、３ヶ月後には昼頃となり、
半年後には夕方の頃となる、という具合に、
季節によって（地球の公転によって）昼夜がずれます。
これは、livertyさんの考え方に合っていますね。

でも、ふだん私たちが使っている時間の体系は「恒星時」ではなくて
「太陽時」（もう少し難しく言うと平均太陽時）というもので、
恒星ではなくて、太陽の見ための位置でその時の時刻を決めます。
太陽が南中したらつねにお昼の１２時ですから、
地球の公転によって、昼夜が逆転することはありません。

ホントは、
地球の自転周期は少しずつ遅くなっているので、
最近は、平均太陽時ではなくて、
原子の振動数を基準にした「原子時」に切り替わってしまいましたが。

＞地球の公転に対する地軸の傾きが関係しているのでしょうか？

この場合は、ほとんど関係ないと思います。
地軸が公転面に対してほとんど立っておらず、ねている場合などは、
ずーうっと昼の時もあれば、昼と夜がある時もあり、
ずーうっと夜の時もあるという具合になります。
（地球の北極圏・南極圏のように）

では。

この回答へのお礼

jun1038さんのお礼欄にて、御回答を頂きました皆様に御礼申し上げます。

なるほど、太陽が南中して次の南中までの時間が１日であり、つまり、地球の１日＝地球が１回転自転する時間（２３時間５６分）＋４分（公転により南中するまでの時間差）で考えれば、地球は常に２４時間で太陽に対して正対すると言う訳なんですね！

jun1038さん、「恒星時」と「平均太陽時」等の用語を含めた詳しいご説明を頂き有難うございました。

First_Noelさん、「地球の自転周期は２３時間５６分がミソ」であると言うご説明で、”なるほど”と納得出来ました。

また、その他の御回答を頂きました方々に対しても、御礼を申し上げます。

長年の疑問が氷解しました。
皆様、本当に有難う御座いました。

お礼日時：2003/01/06 11:35

No.9 回答者： jun1038 回答日時： 2003/01/24 10:46

liverty様。

お礼を頂きありがとうございます。が、大変申し訳ないのですが、
私の回答の中に、明らかな間違いがありましたので、
教えてｇｏｏ！管理者様にメールして、訂正させていただきます。
ポイントまで頂いて恐縮しております。お恥ずかしいです。

＞恒星時は、春分点の見ための位置でその時の時刻を決めますので、
＞例えば、６時が朝の時もあれば、３ヶ月後には昼頃となり、
＞半年後には夕方の頃となる、という具合に、

細かいことですが、この部分に間違いがありました。

「３ヶ月後には昼頃」ではなくて、正しくは
「３ヶ月後には真夜中頃」です。

太陽は年周運動により天球上を西から東に一年で一周しているので、
例えば春分点が真西の地平線上にあったとき（これが恒星時の６時）、
太陽が真東の地平線上にある（すなわち朝）ときから、
３ヶ月後には、
元いた場所から９０度、北からみて左回りに運動する
すなわち春分点が真西の地平線上にあるとすれば真夜中の位置に移動します。

朝の寝ぼけ頭でタイピングしたのでどうもツメが甘かったようです。
大変すみませんでした。
では。

この回答へのお礼

jun1038様、この度は質問の締め切り後にも関わらず当方の愚問に対し、再度の御回答を御書き頂き、本当に有難う御座いました。

私の方が恐縮してしまいました。

私も時々、会員の方々からの回答をさせて頂く事もありますが、今回、jun1038様からの追加回答を頂いた事で、「回答者としての責任の重さ」を改めて認識致した次第です。

また、色々と愚問をさせて頂く事があるかと思いますが、その節は宜しくお願い致します。

有難う御座いました。

お礼日時：2003/01/24 11:18

No.8 回答者： First_Noel 回答日時： 2003/01/06 09:41

＃７さまの素晴らしい御回答の後に補足ですが，

地球の自転周期は「２３時間５６分」です．ここがミソです．
恒星時と同じです．（恒星は非常に遠くにあるので同じと言って差し支えない．）

地球が１自転する間にも，ちょびっとだけ公転します，この分を考慮すると，
２４時間になります．即ち，昨日の太陽の位置まで今日の太陽が戻るに要する時間，
これが太陽時です．

No.6 回答者： 4yuzu4 回答日時： 2003/01/06 02:43

間違っていたら申し訳ないのですが・・・

（記憶違いかもしれませんが）

他の方説明されているとおりですので違った見方（時間ベース）で説明します

地球の自転の１回転は約２３時間５６分です。

それプラス公転分が約４分で２４時間となります。

No.5 回答者： kaitou-man 回答日時： 2003/01/06 01:27

この疑問をもったあなたはとてもすばらしい物理的センスをもっています。

もし、地球の正確な1回転を1日と決めていたら、半年後には昼夜逆転することになります。

しかし、そのようなことが起きないように、地球のある一点が太陽を向いてから、次に同じ点が太陽を向くまでを1日と決めてあるので、半年たっても昼夜は逆転しません。
というより、普通に昼から昼までの時間を1日としたら、地球の1回転＋約1度が1日になってしまっただけなんですけどね。

No.4 回答者： tsuki-san 回答日時： 2003/01/06 00:46

１年は３６５日です。

４年に１度うるう年があるので、実際は少し違うのですが、話を簡単にするためにここでは１年はジャスト３６５日としましょう。
では地球は１年に３６５回自転しているでしょうか。違います。３６５回自転する間に１回公転するので、自転が１回分相殺されてしまいます。
ですから１年が３６５日となるためには３６６回転自転しなければなりません。
よって１日あたりの回転角度は、（１プラス１／３６５）回転となりますので、ちょうど半年後には端数が０．５回転分たまりますから太陽が反対側から照らしても地球からの見かけは何もかわらないことになります。

No.3 回答者： arumagiro 回答日時： 2003/01/05 23:37

＞太陽光線の当たる側が正反対になると思うのですが

確かにそうだと思います。
地球の自転軸は公転面に対して傾いているので、それで四季の変化が起きると思いますが。

＞昼夜が逆転する様な事
とはどの様な事をさすのでしょうか。
太陽光線の当たる面が昼間で、反対側が夜かと思いますので、特に問題ないのでは無いでしょうか。

地球外から太陽に対して静止している状態で、公転軌道上の地球の自転時間を測定して、その時間を1日と設定した場合はお考えの通りになるのではないでしょうか。
しかし、1日の基準の時間は公転軌道による変化分も含まれているかと思いますので、地球がどの位置に来ても同じになるのではないでしょうか。

何処を基準にするかによって結果が異なるかと思いますが、いかがでしょうか。

No.2 回答者： asuca 回答日時： 2003/01/05 23:34

確かに反対側に行ったらそういう感じになりますね。

しかしそのことを配慮して２４時間（実際には好転を配慮してもっと綿密な時間ですが、それを調節する意味で猛雨卯年などがあるんです）という１日の時間が決められているんですよ。
１日という定義は正確に言うと地球が一回自転する時間ではないんです。

No.1 回答者： noname#3361 回答日時： 2003/01/05 23:18

硬貨などで試してみると分かりますが，正反対になるというのは勘違いです。

常に正対しながら公転しているのです。livertyさんの考え方は地球が一定方向で止まって公転していることになります。