これは,月が地球の周りを公転する周期と月の時点の周期が一致しているからだと思うのですが,両者に少しでも差があれば,超長期で見れば,いずれ現在の裏側を地球に向ける日も来ると思うのですが,どうなのでしょうか.それとも両者は厳密に一致しているのでしょうか.

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科学 新聞」に関するQ&A: 科学技術と新聞

A 回答 (11件中1~10件)

 月がいつも同じ面を地球に向けているのは、偶然ではないです。



 月の自転・公転運動だけでなく、摩擦のある運動では、常に力学的エネルギーを失っていきますので(それは熱に変わる)、力学的エネルギーが最小になる状態に落ち着いて行きます。

 以下、月の自転は地球から見てのことだとします。たとえば、今の月は自転していないという表現をします。

 月ができた当初、月は地球から見ると自転が観測できる状態、つまり同じ面を地球に向けてはいませんでした。

 しかし、月は地球の重力を受けて、地球の周りを公転しています。地球に近いほど重力が強いので、地球に近い側が遠い側より地球に引かれて歪みます。月が自転しているため、その歪む位置を次々と変えていたわけです。

 これは、月内部の摩擦となり、自転が持つ力学的エネルギーは熱となって失われて行き、月の自転は遅くなっていきました。

 その月の自転が力学的エネルギーを失いようがなくなるのは、自転が静止する、つまり月がいつも同じ面を地球に向けている状態のときです。

 さらに逆転の自転をするとしたら、月に力学的エネルギーを与えなければなりません。そういう力を月に及ぼすものは何もないため、自転が静止して、そのままになるわけです。

 これが、月が同じ面を地球に向けているのが偶然ではなく、必然である理由です。

P.S.

 地球も影響を受けていて、特に海水は月の重力による満潮と干潮を繰り返しています。これも、力学的エネルギーが失われるわけです。

 地球の自転は、月ができた頃はもっと速かったのですが、海の満潮・干潮により、自転の力学的エネルギーが熱に変わってしまい、だんだん遅くなってきました。遠い将来は、地球の1日はもっと長くなります。

 しかし、それも地球の自転と月の公転が一致する、つまり月がいつも空の同じ位置に見えるようになると、それ以上は地球の自転は遅くなりません。

 これも力学的エネルギーが最小になって安定ということです。
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月の重心は、起き上がりこぼしのように中心からずれていて、そのため同じ面を地球に向けている。

というのは、いろいろな観測調査で間違いない話のようです。
ずれた理由について、テレビで見た話では、
月は、地球に大隕石がぶつかって、反射して地球から飛び出してできたため、半分は隕石、半分は地球の土が主成分になった、と説明していたように思います。

潮流とかは関係ないでしょう。その説明では、球形の月のどの面が地球に向いても、同じ結果になりますから。
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反論が出てきたので補足。



A)月の自転と公転が同期すること。
B)月の特定の面が地球の向きにロックされること。

の物理的な仕掛けは別(双方とも朝夕絡みですが・・・)。

最終的にある面を選んでいるのはB)で、
A)だけでは mozhand のおっしゃるように見える面は安定しません。
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私の聞いた(習った)話し。



地球から月を見ると、所謂「海」と呼ばれる黒い部分があるでしょ。
あれは月の密度の高い物質が地球の引力により集まってしまったとのこと。(月の裏側にはないとのこと。)
月形成時の柔軟な時期にそうなったのではとの考え方もあり。
よって月の重心は月の中心より地球側となり、常に引っ張られる形となっているので、ズレても元に戻ってしまう。
公転と自転の周期が偶然一致ではなく、力によって固定されているので、「偶然一致」と言う見方ではなく「必然的」と言う見方になる。
「時間」による変化はなくなると言うことです。

と言うような内容でした。
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月の出っ張った部分、というのは、以下のより本格的な解説の曲解かな。



http://www.weblio.jp/wkpja/content/%E8%87%AA%E8% …
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チョット難しく解説すると、こんな感じ


http://www.geocities.jp/planetnekonta2/hanasi/re …
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朝日新聞の説明が、流石によく纏まっていますね。

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>

http://www.asahi.com/edu/nie/tamate/kiji/TKY2006

この解説いんちきですよ。まあ新聞の科学解説なんてこんなものですけど・・・

実際には月の特に出っ張った部分が地球に引っ張られて地球に向いているのです。
つまり月が真球じゃないってこと。
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本当に超長期的であればほかの天体との衝突等


エネルギー均衡を破る現象は起こりうるでしょうから
現在の裏側を地球に向ける日は来るかもしれません。

また、月の生成も解明されきってはいませんので
太古生まれたばかりの月と地球が現在のようであった
証拠はありません。(もちろんそうでなかった証拠もありませんが)

ですが、現在は公転周期と自転周期は一致しているため
この状態が続く限りは裏側を見せることはないでしょう。
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物理的に厳密に一致せざるをえない状態なので、ずれないでしょうね。

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Q月はつねに同じ面を向けている?

月は常に同じ面を向けており、私たちは月の表側しか見ていないということを耳にした事があります。
これは本当なのでしょうか? どうしてそうなるのでしょうか?
アメリカで見る月面と、日本からみる月面は同じ面なのでしょうか?

Aベストアンサー

 
>月は常に同じ面を向けており、私たちは月の表側しか見ていないということを耳にした事があります。

ほぼその通りです。月の表面には、クレータや「陸」とか「海」と呼ばれている領域があり、その結果、表面には「模様」が地球から肉眼でも見え、日本では、「ウサギが餅をついている」ような絵柄として見ていますが、このウサギの位置が、例えば、15日で、段々、見かけ上の月の表面で移動して、裏側に回り、地球からは見えなくなり、また回って来て、見えるようになる、というような現象はありません。

何時見ても、月の表面の模様は、「ほぼ同じ」に見えるので、月は、地球の周りを公転しながら、その「公転運動に同期して自転し」、その結果、同じ「半球表面」が地球からは見えます。

もう少し厳密には、地球も太陽の周りを公転しているので、月の運動は、単なる地球の周りを回る公転運動だけではないのですが、地球を「静止系」と考えると、月の公転周期と自転周期は同期しており、同じ速度で回転しています。

何故、このような「公転運動と自転運動の同期」が生じたかは、月のなかの地球側に鉄とかがあって、それが引っ張られているのではないはずです(そんな説は聞いたことがありませんが、最近そういう事実が判明したのかも知れません。ただ、それが「同期」の原因だというのは違います)。

月の公転と自転の同期は、月が地球に引力を及ぼす結果、地球の海では、太古の昔から、「潮汐」運動がありましたが、潮汐運動は、海水が移動する運動なので、この移動の「運動エネルギー」がどこかから供給されねばなりません。

地球の海での潮汐運動の「反作用」として(または、相互の引力作用の結果として)、月に対し、その自転速度を遅くさせる一種の「摩擦力」が作用しました。この力の作用の結果、月の公転運動と自転運動は徐々に同期へと向かって行き、最終的に、現在では同期が成立して、月は同じ表面を地球に対し見せるような状態に安定したのです。

月の自転運動が、一種の地球引力の「摩擦力」で減速したのと同じ理由で、(作用反作用の法則で)、地球の自転速度も実は、長い年月のあいだに減速し、遅くなっています。現在から3億5千万年前には、地球の自転速度はもっと速く、一年は、400日ほどありました。

月の自転と公転が同期した後も、潮汐運動は続いている訳で、この運動のエネルギーは、その一部が、反作用として月の公転運動に与えられ、月は、一年に3cmほどの速度で、地球から遠ざかって行っています。従って、昔は、月は、地球にもっと近い軌道で公転していました。

月の地球に対する「公転面」に対し、月の自転軸は、6度40分ほど傾いています。また、月の公転軌道は円ではなく、楕円軌道であり、もっとも近い位置で35.6万Km、もっとも遠い位置で40.7万Km、地球から離れた位置にあります。従って、月の見かけの大きさは、近地球点と遠地球点では異なります。

自転軸の6度40分の傾斜角度の存在と、公転軌道が楕円であることより、月の公転と自転の同期は、月の重心とその自転軸について成立しているもので、月の表面は、回転の揺れ動きの結果、半分(50%)よりも余分に見え、およそ月の全表面の59%が地球から見えます。(月の裏側が、地球から9%は見えているということになります)。

>アメリカで見る月面と、日本からみる月面は同じ面なのでしょうか?

これは、大体同じであって、実は、厳密に言えば違います。月の平均公転軌道半径は、地球の赤道半径の約60倍しかありません。

日本とアメリカでは、地球の赤道半径よりも大きな距離があいだにあります。月の直径は小さいとしても、日本から月を見るのと、アメリカから見るのでは、かなり大きな「視差」が出てきます。その結果、望遠鏡などで細かく観察すると明瞭に分かりますが、月の表面の端の方で、見えない部分と見える部分の違いが、日米での観測で出てきます。

例え話をすると、机の上に地球儀を置いて、少し離れた場所から、あなたと友人が並んで、地球儀を見るとします。すると、あなたと友人の位置がずれているため、地球儀の表面で見える範囲が、あなたと友人では違ったものになります。

月の観測では、日本とアメリカで、こんなに極端には違いませんが、同じ原理で、「視差」があるので、ごく僅かに、違って見えるのです。
 

 
>月は常に同じ面を向けており、私たちは月の表側しか見ていないということを耳にした事があります。

ほぼその通りです。月の表面には、クレータや「陸」とか「海」と呼ばれている領域があり、その結果、表面には「模様」が地球から肉眼でも見え、日本では、「ウサギが餅をついている」ような絵柄として見ていますが、このウサギの位置が、例えば、15日で、段々、見かけ上の月の表面で移動して、裏側に回り、地球からは見えなくなり、また回って来て、見えるようになる、というような現象はありません。
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Q何故月は、いつも同じ面を地球に向けている?

月は、いつも同じ面を地球に向けている。それは理科で習いました。
しかし、?と思う事が有ります。
月は自転して、地球も自転している。
なのに何で、月はいつも同じ面を向けているのでしょう?

『自転している』という事は、面の向きは変わるっていう事ですよね。
それだけでも、地球に対して『同じ面を向く』のは難しいと思いますし、更に地球も自転しているのですから、月が地球に対して、いつも同じ面を向けているのは‥‥不可能のような気がするのですが‥‥。

昔からの、凄い疑問です。

Aベストアンサー

以下のURLに答えが出ていると思います。

http://www7.ocn.ne.jp/~sydntm/zakki/moon.htm

Q月は何故同方向しか向いてないのですか?

非常に簡単な質問で申し訳有りません。夜空に光る美しい月。でも何故月はウサギが餅をつく面しか地球に向けないのですか?ちょっと詳しく教えて頂ければ幸いです。

Aベストアンサー

詳しく説明して欲しいと言うことですが、質問者さんが、どの程度、力学の知識をお持ちなのか不明なため、簡単に説明します。
何故、月が同じ面を地球に向けているのかというと、地球の重力が月に及ぼす潮汐力によって、月の自転にブレーキをかけたためです。木星のガリレオ衛星である、イオ、エウロパ、ガニミメデなども自転周期と公転周期がおなじですね。これも木星の強い重力による潮汐力が原因です。潮汐力は、海水などの流体だけに作用するわけではありません。岩石も大きな力の作用によって変形します。月にどのぐらいの潮汐力が作用するのかは、重力ポテンシャルを見積もることにより容易に計算できます。また、月にはアポロ計画の時期に発見された、マスコン(質量集中)が月の海(月面の地球に向いた側)の部分に多いため、なおさら、潮汐力の影響を受けやすいわけです。

Q太陽は自転していますか?

地球は自転しながら公転していますが・・

太陽は不動のままですか・・

それとも自転はしていますか・・?

Aベストアンサー

太陽は自転していますよ。
黒点って知ってますか? 太陽の表面に観測される黒い斑点のことなのですが、しばらく観測を続けていると、こいつが動くわけですよ。
そこで人々は、太陽は自転していることに気がついたわけです。

しかも黒点は、太陽の中心近くにあるときは比較的、丸く見えるのに対し、太陽の端にあるときは、つぶれて見えるんですよ。
そこで、太陽の形(それまで、球形なのか“せんべい”みたいな円盤型なのか議論がなされてました)は球体であることも発見したわけです。

Q月はどちらの方角から昇るのでしょうか

太陽が東からのぼり西に沈み、月は反対かと思っていましたが、どうも間違いのようです。月はどの方角から昇るのでしょうか。

Aベストアンサー

もう既に回答が出ている様に、現代の感覚では月は東から昇るのですが、
文学などで、月が西から東へと動いて行くような表現が良くあります
ので、それをそのまま受け取って混乱されているのかもしれません。

月は、日周運動では東から西へと動きますが、約30日(朔望月 約29.53日)
かけて西から東へと公転していますので、一月程度の期間でみると
星々の間をゆっくり東へと進んでいるようにも見えます。

平安の貴族などはこの様子をみて、月は西から昇ると表現した、
と言われています。

Q太陽も公転してるの?

ものには重力があり、地球は太陽に、月は地球に引き尽きられているということはよく聞きます。

では太陽も公転しているのでしょうか?何かの重力によって決まった軌道があるんでしょうか?
まさか宇宙の中を浮遊しているわけじゃあないでしょうし。(もしそうなら太陽のそばを離れられない地球も、漂流してることになるし)
どの星もどこかの星の重力を受けているとは思うのですが、太陽系自体もどこかの星の周りをまわっているのですか?それともじっとしてるのでしょうか?
恒星は、重力同士がつりあってバランスよくいつも同じような配置になっているのでしょうか?

考えてるとわけがわからなくなってしまいます。

また、彗星ってありますが、あればどうして独自の決まった軌道なのですか?

wかりやすく教えていただくとありがたいです。

Aベストアンサー

太陽は直径10万光年の銀河系の中心から約28,000光年の位置で、一周
約2億2600万年で公転してます。決まった軌道かというとバルジといわれる
中心部だけでなく広く恒星が分布しており、引力の計算が膨大で観測も
百万分の一周もしてないので、一周で同じ位置になるかはわかりません。
周りの星も動いており、数万年単位では星座も形が変わります。
(参考URL に10万年後の北斗七星などあります。)
銀河系同士も近づくものがあったり遠ざかるものがあります。

彗星の軌道は、独自の決まった軌道というより、太陽に近いものは、太陽系
誕生の時か誕生から今までに構成物質がほとんど大きな惑星に吸収されたの
ではないでしょうか。太陽系のはずれにあるものが重力のバランスを崩し太陽に
落ちてきたものでしょう。その中ではずれに戻るときに木星や海王星に捕まり
数十年の周期の軌道になったものがよく知られています。有名なハレー彗星は、
ニュートンに教えられたハレーが軌道計算して、周期76年とわかった海王星族
です。

参考URL:http://www2.synapse.ne.jp/haya/cosmsurf/

太陽は直径10万光年の銀河系の中心から約28,000光年の位置で、一周
約2億2600万年で公転してます。決まった軌道かというとバルジといわれる
中心部だけでなく広く恒星が分布しており、引力の計算が膨大で観測も
百万分の一周もしてないので、一周で同じ位置になるかはわかりません。
周りの星も動いており、数万年単位では星座も形が変わります。
(参考URL に10万年後の北斗七星などあります。)
銀河系同士も近づくものがあったり遠ざかるものがあります。

彗星の軌道は、独自の決まった軌道というより...続きを読む

Q内閣総理大臣の任期について。

内閣総理大臣の任期についてなのですが、アメリカでは四年で二期までですが日本ではどうなっているのでしょうか?
憲法第七十一条には「内閣総理大臣は、衆議院の解散や衆議院議員の任期満了により国会議員の地位を失っても、次の内閣総理大臣が任命されるまでの間は、その地位を失うことはない」とありますが何期できるのですか?
知っている方は教えてください。

Aベストアンサー

 日本の内閣総理大臣は,「1期○年」と決まっている訳ではありません。
 首班指名されてから,衆議院選挙後の首班指名まで,或いは辞職・死亡するまでが1期と言えるでしょう。というより,「第○代」と言う言い方をします。
 
>何期できるのですか?
 制限がないので,何年でもできます。
 ただ,自由民主党では,総理には党の総裁が就くことになっています。自由民主党の総裁の任期は現在,3年と定められており,2期までと定められていますから,最長6年ということになると思います。
 でも,自由民主党は総裁公選規程をコロコロ改正しています。昔,中曽根氏が総理総裁の時,総選挙で大勝したから,総裁任期を1年延長されたりしました。

参考URL:http://www.kantei.go.jp/jp/rekidai/ichiran.html

Q何故、月の自転周期と公転周期は同じなのでしょうか?

月の自転周期が公転周期と同じなのは、偶然でしょうか、それとも、同じになる必然性があったのでしょうか?

また、他の惑星の月で、自転周期と公転周期が同じものはありますか?

Aベストアンサー

>えーっ! と驚きました。大変おもしろいので
>ちょっと確認させてください。以下のような理解
>で良いのでしょうか?
>月には、比重が他の部分より大きい部分が偏った位置に
>埋まっている。その部分が地球に引っ張られて
>そこで止まっている。すなわち比重の大きい部分が
>地球から見て一番近い位置になるように止まって
>いるということですか?

 正解です!えーと、今では、ラグビーボール変形モデルによる説明は、はっきり言って”天動説”みたいな過去のものです。

>月が変形するという説の場合は
>その変形位置は刻々変わるはずなので
>自転周期=公転周期でピタッと止まる理由が
>まだ、あまりぴんときません。

 そのとおりです、これは、実際の月の秤動です。
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap991108.html
 軌道が楕円だし、太陽にも影響されるが、一定の所が正面に戻っています。変形モデルではこれが説明できない。なぜなら、地球起潮力が、月の相を一定の面に保つシステムを、自動制御系とみなせば、起潮力によって円が楕円に変形するモデルは無定位系だからです。外乱による位相変化は累積されるだけで、復元力は無い。これは、昔からわかっていた変形モデルの欠陥です。月も山や海があって多少はデコボコだけど、地球を向いてるのは山じゃなく海だし。その海にマスコンが発見されて、全面解決しました。

 アポロの探査でマスコンが発見されて以来、長年の精密測定の結果、起潮力によるかすかな変形より、マスコンという質量分布の片寄りの方が、決定的に大きかった。これが観測事実です。


 しかし変形説だけを信じる人が多いので、僕は驚いています。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1020594
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1096679
誤りは二重です。
マスコンが支配的である事実を受け入れないことと、
変形によるこね回しでエネルギーを吸収して、月の自転にブレーキをかけているのは、月ではなく、柔らかい地球の方であることが理解されてない。月は固い棒で、地球は柔らかなモチです。

>えーっ! と驚きました。大変おもしろいので
>ちょっと確認させてください。以下のような理解
>で良いのでしょうか?
>月には、比重が他の部分より大きい部分が偏った位置に
>埋まっている。その部分が地球に引っ張られて
>そこで止まっている。すなわち比重の大きい部分が
>地球から見て一番近い位置になるように止まって
>いるということですか?

 正解です!えーと、今では、ラグビーボール変形モデルによる説明は、はっきり言って”天動説”みたいな過去のものです。

>月が変形するという説の場...続きを読む

Q月の公転周期と満ち欠けの周期が違う理由

塾で、月の公転周期は約27.3日、月の満ち欠けの周期は約29.5日と習いました。

ずっと月が地球の周りを一回転すると新月から新月に戻ると思っていたので、これを習ったときは、とても驚きました。
なぜこの2つの周期は違っているのでしょうか?

小学6年の僕でも分かるように説明してくださるとありがたいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

地球が太陽の周りを回らずに一定の場所にいれば、月の公転周期と満ち欠けはぴったり一致します。ところが地球は太陽の周りを回っています。そうすると満月のときの地球の位置から見て次の満月のときには地球が動いていますから月が太陽と地球を結ぶ線の延長線上に来るためには地球が動いた角度だけ月は余分に地球の周りを回らなければなりませんよね。その分が二日強ということになるのです。

Q月は自転してませんよね。

月は同じ面を地球に向けていますが、
それって、自転停止しているからですよね?
違いますか?

Aベストアンサー

まったくの偶然説なら「自転している」でもいいかもしれません。
月が同じ側を見せて地球の周りを1回転するから自転しているという説明は、回転座標系をさらに別の座標系から眺める必要があり、その時の回転座標系の回転がそれぞれの物体の自転に加算されることを要請しています。これでは回転座標系に属しているどのような物体にも個別に1回転が加わり、太陽系やさらに外側から見るたびに回転しているものすべて座標系の取り方で「自転している」と表現できてしまいます。

月に限らず、物体の回転を「自転している」と「自転していない」に分類しろと言われたら、他の力を受けて回転が変化しているかを考えた末で使い分けをすると思います。慣性力だけでどれだけ速く自転していた物体も、重力やモーターなどの影響で加速や減速している最中なら、「自転している」だけで片付けてしまうのは正確でないと思います。
単独の回転座標系だけで説明できない回転は、他の力が加わっている証で、その影響の度合いを理解したうえで「自転している」から「自転していない」まで意識的な使い分けが必要ということではないでしょうか。

特に、なぜ月が同じ側を向けているかというテーマが含まれ、さらに「自転」というキーワードが出てきたら、他から力を受けているかが必然的に問題になるはずです。
太古の月が慣性力で自転していたとして、現在に至るまで地球の重力が月の自転を抑制するように働き、その効果は現在でも続いているという説明を尊重するとした場合、慣性力による自転をほぼ完全に抑制して地球主導になっているという意味では、もはや月は完全に「自転していない」という表現の方が正しいと思います。

まったくの偶然説なら「自転している」でもいいかもしれません。
月が同じ側を見せて地球の周りを1回転するから自転しているという説明は、回転座標系をさらに別の座標系から眺める必要があり、その時の回転座標系の回転がそれぞれの物体の自転に加算されることを要請しています。これでは回転座標系に属しているどのような物体にも個別に1回転が加わり、太陽系やさらに外側から見るたびに回転しているものすべて座標系の取り方で「自転している」と表現できてしまいます。

月に限らず、物体の回転を「自転してい...続きを読む


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