夜空を見上げていると…
「地球って宇宙にプカプカ浮いてるの？」
「月はなぜ地球に落ちてこないの？」
そんなふうに、子供から質問された経験はありませんか？
私が子供のころのイメージの中では、「ずっと地球は月と一緒に宇宙の中をふわふわ浮かんでる」っていう風に思っていました。
いや、実はつい最近までそう思っていたんですね。笑
そこで今回は
「宇宙の中に地球がぷかぷか浮いているって本当なの？」
「お月さまも地球と一緒に浮かんでいるの？」
「なんで月は地球にあんなに近いのに、地球に落ちてこないの？」
っていうことについて、詳しく見ていきたいと思います。
地球って宇宙の中にぷかぷか浮かんでいるの？
なんとなくなイメージの中では、では地球はプカプカと浮いてるように見えますよね。
でも実際には、地球はその太陽のまわりを「時速10万8千キロ」っていうとてつもない速さで宇宙の中を飛んでいるんですよね。
そんな速さで飛んでいるので、普通だったらそのままどこかに飛んで行ってしまいそうです。
でも地球は「太陽の重力」に引っ張られているんです。
なので
- 地球が飛んでいる勢いの力
- 太陽の引力が地球を引っ張ろうとしている力
なので、地球は頭の中にあるイメージにあるように
「宇宙の中をぷかぷか浮いている」
なんてことはなく、宇宙の中をものすごいスピードで飛びまわっているんです。
地球って実は太陽に向かって落ちている？
地球ってすごいスピードで飛んでいるっていう話をしました。
でも飛んでいるものって、そのままにしているとだんだんとスピードが落ちていきますよね。
- 投げたボールもスピードが落ちて、地面に落ちてしまうし
- 飛行機もエンジンを切ってしまうと徐々に落ちていってしまいます
そして「いつかは太陽に落ちてしまうんじゃないの？」って、心配になってくる人もいるんじゃないでしょうか？
地球が太陽に向かって落ちている！？わかりやすい例でイメージしてみよう
さきほどのボールを例にとると「手に持ったボールを離すと、真下にまっすぐ落ちます」
それは、地球の重力にボールが引っ張られているからです。
「今度はボールを思いっきり遠くに投げてみます」
すると、最終的には同じようにボールは下に落ちるけど、落ちるまでの時間は長くなりますよね。
これは、ボールが飛んでいく力が地球の重力に逆らっているからなんです。
これを、もっともっと速く投げることができたら、もっと落ちるのが遅くなっていきます。
でも、最終的には地面に落ちてしまいます。
それは、空気の抵抗によってボールのスピードが落ちてくることで、飛んでいく力が弱くなっていき、重力に逆らえなくなるからなんです。
地球が飛んでいるスピードもだんだん遅くなっているの？
それでは、地球の場合はどうなんでしょう？
宇宙には「空気」がありません。
なので、空気抵抗でだんだんと飛んでいるスピードが遅くなっちゃうってことがないのです。
だから、地球が産まれてから46億年くらいもの長い時間が過ぎても、太陽のまわりを力のバランスが壊れることなく、回っていられるんです。
「地球がだんだん太陽に落ちていっちゃうかも」っていう心配はしなくても大丈夫っていうことですね。
地球の自転はなぜ止まらないの？いつか止まる日は来るの？
「地球の自転はなぜ止まらないのか、止まる日が来るのか…？」
これまた壮大なクエスチョンです。
自転というのは、地球がコマのようにくるくると回ることを言います。
先にお話したことにも関係があるのですが、宇宙には空気がなくて摩擦の力が働かないため、地球の自転は止まることはありません。
ただ、月や太陽からの力は地球に作用しているので、「摩擦の力がない」というのはもしかするとちょっと語弊があるのかもしれません。
「その力は地球の自転を止める方向とは、関係のない方向へ向いている」というのがミソです。
厳密に言うと、１００年間で０．００１秒（＝１０万年で１秒）ほど自転の速度は遅くなっているという説もあるようです。
が、ほんのちょっとのことなので考慮しなくて良いレベルの話です。
そのため、今の状態であれば、「地球の自転は止まる日は来ない」のではないかと言われています。
地球が自転するのは、“回る力が与えられているから”ではなくて“止まる力が働いていないから”ということですね。
運動を妨げる力がないと、その運動はずっと続きます。
これを「慣性の法則」と言います。
もしも地球の自転が止まってしまったら…どうなってしまうの？
地球の自転が止まることはない、とご説明しましたが、万が一自転が止まったらどのようなことが起こると思いますか？
「地球の自転が止まったら」起こりうることにはどんなことがあるのか、見て行きましょう。
地球の自転が止まったら①人は立っていられなくなる
新幹線などの高速で動いているものが突然止まったら、と考えてみるとわかりやすいかもしれません。
もし、１秒で自転がピタっと止まってしまったら、赤道上にいる人には４７．２Ｇの力がかかるそうです。
地球の自転が止まったら②とんでもない強風が吹く
この「Ｇ（ジー）」は、大気にも作用します。
そのため、北緯４２度から南緯４２度の地域には強風が吹きます。
しかも、それは秒速４６５メートル。
原子爆弾の爆風よりも凄まじい強風です。
地球の自転が止まったら③灼熱の世界と極寒の世界できあがる
自転しなくなると、地球は同じ面だけを太陽に向けることになります。
太陽の方を向いている地域は灼熱の世界に。
太陽の裏側の地域は極寒の世界になってしまいます。
そして、それらの結果、生命は滅びてしまいます。
上記の３点については「なるほど～」ととても納得できるのですが、生命が滅びるというのは…怖い…。
改めて、地球という星は奇跡が重なって生まれた星なんだなと思います。
なぜ地球は自転するのか？いつから回り始めてるの？
地球は、回転するガスや“チリ”の雲の中から生まれたと言われています。
そのときの回転エネルギーが、前述したように摩擦の力がないために継続して回り続けています。
いつから回っているのかと言われれば、それは「地球が誕生した瞬間から」ということになります。
それは、約４６億年前です。
４６億年なんていう気が遠くなってしまうような昔から、地球は自転を続けているのです。
なぜ地球は傾いているのか？角度が変わることはないの？
地球の自転軸（地軸）は、公転軸よりも約２３．４度傾いています。
地域にもよりますが、この自転軸が傾いているおかげで四季ができました。
なぜ地球が傾いているのかには諸説あり、定説はありません。
- 隕石が衝突した
- たまたま傾いた状態で地球ができた
４６億年前のことなので、研究してもわからないことはたくさんありますが、
それもまたロマンですよね…！
そして、「自転軸の角度が変わることがあるのか」ですが、実は…
変わることがあるそうです（初めて知りました）。
２１度～２４．５度の範囲で角度が変わり続けているんだそうです。
ちなみにその周期は４万１０００年。
これもまた、気が遠くなるような長い期間ですし、日常生活に影響することはありません。
地球の傾きがなくなったらどうなる？
もし、地球に傾きがない状態になったら、次のようなことが起こるんだそうです。
地球の傾きがなくなったら①北半球と南半球の区別がなくなる
地球は傾いているからこそ、北半球と南半球の区別があります。
そして、その地域に特有の動植物が存在しますが、それがなくなってしまう可能性もあるでしょう。
地球の傾きがなくなったら②中緯度地域は四季がなくなる
常に同じ状態を維持しているので、四季がなくなります。
地球の傾きがなくなったら③大気を循環させる風がなくなる
傾いているために、貿易風・偏西風・極東風などが吹いているのですが、それがなくなります。
地球の傾きがなくなったら④熱が地球全体にうまく行き渡らず寒くなる
③の結果、地球全体に熱エネルギーが行き渡りにくくなるので寒冷化が進むんだそうです。
ちなみに、公転軌道に対して水平になった場合。
北極と南極で半年後とに冬と夏が繰り返し訪れるために、氷が溶けたり凍ったりが繰り返されるようになります。
そして、海面が上昇して雲が増え、温暖化が進むんだそうです。
最も身近に感じられる宇宙！月が地球に落ちてこない理由
地球から一番近い、宇宙を感じられる存在。それが「お月さま」ですよね。
そんな「月」も、地球の重力に引っ張られているはずなのに、地球に落ちてこない理由は「太陽と地球」お関係と同じなんです。
月が地球に落ちない理由は？
月のでき方には諸説あるようですが、昔々、地球がまだ熱くて真っ赤だった頃、月は地球の周りを公転しながら形作られました。
その時の、公転(地球の周りをクルクルとまわる)の運動エネルギーを月はずーっと持ち続けています。
宇宙空間にいるので空気の摩擦がなく、はじめに持っていた運動エネルギーは減らないのです。
月としては、「落ちるに落ちられない」といったところです。
地球の引っ張る力と、月が移動する力が釣り合っているのです。
そのバランスが崩れれば、月は地球に衝突するかどこかへ行ってしまいます。
月の裏側はなぜ見えないの？
月はいつも地球に同じ面を向けています。
その理由は月が回転する自転の周期と、地球の周りを回る公転の周期がまったく同じ（27.32日）だからです。
月の重心は月の中心ではなく、表側（地球から見える側）に偏っているため、重心が地球に引っ張られて、いつも表が地球に向いていると考えられています。
月の黒く見える部分を「海」と呼んでいますが、月の表は「海」が30％ほどを占めるため、「ウサギが餅をついている」といったような想像力が働く光景になります。
一方、月探査衛星が撮影した画像を見ると、月の裏に「海」は2％しかなく、殺風景なんです。
宇宙の中に地球がぷかぷか浮いている？のまとめ
地球が宇宙にプカプカ浮いているのかどうかについてみてきました。
素朴な疑問ですが、奥が深いのでなかなか頭で理解しようと思っても、難しいですよね！
でも、宇宙に関する疑問は考えるだけでも楽しいです！
好奇心を忘れずにいろいろ調べて、ワクワクする気持ちを大切にしていきましょう。