宇宙・NASAビミョー

日食は千年先まで予報できる。なのに「どこで見えるか」は少しあやしい。犯人は地球の自転

日食は千年先まで予報できる。なのに「どこで見えるか」は少しあやしい。犯人は地球の自転

読む前に予想してみよう!

日食がいつどこで見えるかは、1000年後でもメートル単位で正確にわかる

研究カード(どんな研究?)
対象
日食・月食・星食の記録
規模
紀元前720年〜2015年の記録
研究の種類
歴史記録と天体力学の解析
確かさ
★★★★☆
3秒でわかる

日食は千年単位で予報できる。ただ地球の自転が不規則に遅れるため、遠い過去や未来ほど見える場所がずれる。古代の日食記録が自転の歴史を教えてくれた。

ひとことで言うと日食は何百年も先まで予想できる。でも見える場所は少しずれるかも。

もくじ
  1. 月と太陽の動きは「ほぼ完ぺき」に計算できる
  2. ずれの犯人は「地球の自転のゆらぎ」
  3. 古代人の日食メモが「地球の自転計」になった
  4. 未来の日食は「場所だけ」ずれるかも
  5. まとめ

天気予報は、1週間先でもよく外れます。ところが日食は、何百年、何千年も先まで予報されています。

NASAは、紀元前2000年から西暦3000年までの5000年分の日食を一覧にしたカタログまで公開しています。宇宙の予報は、とんでもなく正確なのです。

でも、じつはひとつだけあやしいところがあります。それは「地球のどこで見えるか」。その原因は、なんと私たちの足もと、地球の自転にありました。

01月と太陽の動きは「ほぼ完ぺき」に計算できる

日食は、太陽・月・地球が一直線に並び、月が太陽をかくす現象です。

月と地球の動きは、ニュートン以来の力学で計算できます。しかもアポロ計画以来、月までの距離はレーザーでミリ単位まで測れるようになりました。だから「いつ、宇宙で3つが一直線に並ぶか」は、とても正確にわかります。

02ずれの犯人は「地球の自転のゆらぎ」

問題は、日食の影が地球のどこに落ちるかです。

地球は自転しているので、影が落ちる場所は「その瞬間に地球がどれだけ回っているか」で決まります。ところが地球の自転は、一定ではありません。

  • 月の引力による潮の満ち引きが、ブレーキをかけて自転を少しずつ遅くする
  • 氷河期のあとに地面が戻る動きや、地球の中心の核の動きが、自転を速めたり遅くしたりする

時計の時刻と、地球の回り方のずれを表す量をΔT(デルタT)といいます。NASAによると、このずれは2000年ごろには約1分でしたが、西暦0年ごろには約3時間にもなります。

地球の表面は、赤道では1秒間に約460mも動いています。つまり1秒ずれると、影の場所が数百mずれる。何時間もずれれば、日食の見える場所は数千kmも変わってしまうのです。

地球の自転のずれが大きいほど、日食の帯の位置は東西にずれる
地球の自転のずれが大きいほど、日食の帯の位置は東西にずれる

03古代人の日食メモが「地球の自転計」になった

逆に言えば、昔の人が「この日、この町で日食が見えた」と書き残していれば、当時の地球の自転のずれを逆算できます。

古代バビロニアや中国の天文官が残した記録が、何千年後の地球物理学の貴重なデータになったのです。

04未来の日食は「場所だけ」ずれるかも

では、未来の日食はどうでしょう?

近い将来の日食なら、ΔTのずれは小さいので、場所も時刻もかなり正確に予報できます。国内では、2035年9月2日に北陸から北関東にかけて皆既日食が見られると予報されています。

ただし何百年も先となると、NASAも「ΔTの将来の変化は確実には予測できない」としています。日付と「起きること」はほぼ確実、でも見える場所は少しずれるかもしれない——これが、日食予報の正直なところです。

05まとめ

  • 日食は、月と太陽の動きから何千年分も予報できる
  • でも地球の自転は不規則にゆらぐので、遠い過去・未来ほど見える場所がずれる
  • 古代の日食の記録から、1日が100年で約1.8ミリ秒ずつ長くなることがわかった

宇宙はとても正確な時計。でも、その文字盤である地球のほうが、少しだけ気まぐれだったのです。

この研究を英語で読もう原田英語の English CornerWeather forecasts are often wrong even a week ahead, but solar eclipses can be predicted thousands of years… 音声 4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く

原田英語の English Corner

この研究を英語で読もう

Weather forecasts are often wrong even a week ahead, but solar eclipses can be predicted thousands of years in advance. NASA has even published a catalog of eclipses covering 5,000 years. This is possible because the movements of the Moon and Earth can be calculated very precisely.

However, where an eclipse can be seen depends on how far Earth has rotated at that moment, and Earth's spin is not perfectly steady. Tides caused by the Moon slowly slow it down, while other changes inside Earth can speed it up or slow it down. As a result, for eclipses far in the past or future, the date is almost certain, but the exact location may shift.

115 words ・ CEFR B1

和訳を見る

天気予報は1週間先でもよく外れますが、日食は何千年も前もって予報することができます。NASAは5000年分の日食をまとめたカタログまで公開しています。これが可能なのは、月と地球の動きをとても正確に計算できるからです。

しかし、日食がどこで見えるかは、その瞬間に地球がどれだけ回っているかによって決まり、地球の自転は完全に一定ではありません。月が引き起こす潮の満ち引きが自転を少しずつ遅くし、一方で地球内部のほかの変化が自転を速めたり遅くしたりします。その結果、遠い過去や未来の日食では、日付はほぼ確実でも、正確な場所はずれるかもしれないのです。

4択リーディングクイズ

Q1. What is the main point of the passage?

Q2. According to the passage, what slowly slows down Earth's spin?

Q3. Why might the location of an eclipse 1,000 years from now be uncertain?

重要単語

  • eclipseB2
    名詞食(日食・月食)A total solar eclipse is a rare event. solar eclipse「日食」、lunar eclipse「月食」。動詞で「~の影を薄くする」の意味もある。
  • predictionB1
    名詞予報、予測Eclipse predictions are very accurate. pre-(前に)+dict(言う)。make a prediction「予測する」。dictionary も dict(言う)の仲間。
  • rotationB2
    名詞自転、回転Earth's rotation is slowing down. 自転は rotation、公転は revolution。in rotation「交代で」の意味もある。
  • irregularB2
    形容詞不規則なThe changes in Earth's spin are irregular. ir-(否定)+regular。irregular verbs「不規則動詞」でおなじみ。
  • recordA2
    名詞・動詞記録(する)Ancient eclipse records are valuable data. 名詞は前にアクセント(RE-cord)、動詞は後ろ(re-CORD)。break a record「記録を破る」。
  • uncertaintyB2
    名詞不確かさThe uncertainty grows over time. un-(否定)+certain+-ty。科学文では誤差の幅を表す重要語。
  • millenniumC1
    名詞千年(間)Eclipse predictions extend across millennia. 複数形は millennia。mille(千)+annus(年)。century(百年)、decade(十年)とセットで。
日食は何千年分も予報されていて、NASAは5000年分のカタログまで公開している。でも遠い未来ほど「どこで見えるか」はあやしくなる。犯人は地球の自転。古代の人が残した日食の記録から、1日の長さの変化まで測れたらしい。

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出典・参考文献(4件)タップで表示
  1. Stephenson, Morrison & Hohenkerk (2016) Measurement of the Earth's rotation: 720 BC to AD 2015, Proceedings of the Royal Society Adoi.org
  2. Espenak & Meeus (2006) Five Millennium Canon of Solar Eclipses: -1999 to +3000, NASA Technical Publication TP-2006-214141eclipse.gsfc.nasa.gov
  3. NASA, Delta T (ΔT)eclipse.gsfc.nasa.gov
  4. 国立天文台, 日食とはnao.ac.jp