自然界の1年は何日?1日は何時間?

社会で1年は365日、1日は24時間ですが、自然界の1年は365.2422日=地球が太陽を一周する時間。1年365日では一周に少し足りず、4年で足りない日数が1日に近くなる(0.2422日×4=1日に近い)。そこで4年に1回の閏年(うるうどし)を置きます。厳密には1日=24時間も社会の取り決めであり、自然はもう少し複雑。自然は厳密には難しいですが、曖昧では生活に支障が出ます。そんな話題の雑談です。
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MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

日本レジストリサービスは「ドメイン名の登録管理と、ドメインネームシステム(DNS)の運用を通して、インターネットの基盤を24時間×365日支えています。」jprs.co.jp ←(茶々)近似的に365.2422日とする?閏年の時はどうするのかなと。

2015-02-16 11:29:32
フロレスタン@人生下り坂64 @florestan854

@y_mizuno 1年が近似的に365.2422日というと、1日も近似的に23時間56分となりますよね。24日365日は不眠不休と同義ということでよく使われる。インフラに休みはないので支える仕事は目に付きにくいけれど重要ですね。

2015-02-16 11:39:52
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

それは、、違いまして、1年は(やはり)24時間×365.... でして、この24時間は1太陽日、23時間56分は1恒星日(宇宙から見て360度の自転)、でしたよね。@florestan854 1年が近似的に365.2422日というと、1日も近似的に23時間56分となりますよね。

2015-02-16 11:48:51
フロレスタン@人生下り坂64 @florestan854

@y_mizuno ああ、確かにご指摘の通りですね。公転しながら自転しているから自転周期=1日(太陽日)ではないということですね。

2015-02-16 11:54:54
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

もちろん、理解しておりますが、細かいことを問題にしてみたかっただけ(下手な冗談)です。失礼しました。@florestan854 24日365日は不眠不休と同義ということでよく使われる。

2015-02-16 11:45:19
フロレスタン@人生下り坂64 @florestan854

@y_mizuno ええ。私もああいう突っ込みは大好きです。1日≃23時間56分と書いたのも同じ文脈です。言葉の慣用的な用法とは別に、偶には定義の正確性を認識するためにはあってよいジョークだと思います。使う場面と相手を間違えないようにする気配りは必要ですが^^;

2015-02-16 11:49:13
フロレスタン@人生下り坂64 @florestan854

24時間365日(ただし閏年には366日)と書けば完璧かな^^;

2015-02-16 11:56:57
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

1日は24時間だが、それは太陽が真南になった時から、次に真南に来るまでの時間と定義されると思いきや、必ずしもそうではない。その時間(1日)は1年を通して一定ではないからだ。なぜ違うかというと地球の公転軌道が楕円だから。そこで平均太陽というのを想定して、それで24時間を定義する。

2015-02-16 20:03:48
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

だから小学生に、太陽が真南に来てから次に真南に来るまでの時間が24時間だと、言いきってしまうと、それは間違い。どこかに生真面目な小学生がいて測定したとすると、違うことに悩むだろう。どの程度違うかというと、地球の公転軌道の離心率の程度、つまり0.016程度、1%として15分程度か?

2015-02-16 20:13:11
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

@jun_makino 1日では、そうですね。最大と最少(あるいは偶然の測定との差)のことを言ってました。(説明不足で失礼しました)。

2015-02-16 20:31:50
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

@jun_makino 最大と最少の差というのは、平均太陽と視太陽の差(これを均時差といいますよね)の最大と最少というつもりですが。違いますかね?(私は何か誤解しているのでしょうか?)

2015-02-16 20:58:32
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

@jun_makino 了解です。(よかったです。) ご指摘、ありがとうございました。

2015-02-16 21:24:44
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

日時計で見ていても、目で見えるくらいには、南中が定刻には起こらない。これは、とても面白いことだ。その「ずれ」から、地球と太陽の間の距離がどれくらい一定なのか(一定では「ない」のか)、つまり南中から南中までの実際の自転角度がどれくらい一定で「ない」のか、それが日時計で目でも分かる。

2015-02-16 21:32:17
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

地球の自転速度は一定だとしても、地球が太陽の周りを公転する1日あたりの角度が、1年を通して一定ではない。地球が太陽に近いと多く公転し、遠い時は小さい(楕円軌道だから)。それが1年を通して1%(時間で15分程度)変動する。だから1日の長さ(南中から南中までの時間)も実は変動する。

2015-02-16 21:37:57
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

でも、そんなこと(1日の長さ一定ではない状況)は不便なので、実際の太陽ではなくて平均太陽というのを想定して1日を決める。平均太陽はどこにも存在しない。平均太陽は、地球が円軌道の時に対応する(1日の公転角が1年を通して一定)。平均太陽と実際の太陽(視太陽)との時差を、均時差と呼ぶ。

2015-02-16 21:44:44
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

円軌道だと一定の速度で公転するのだが、楕円軌道だと、近い時に速く公転し、遠い時にはゆっくり公転する。これは、ちょうど逆比例に近い関係(その間に動く面積が一定)になっているので、これを「面積速度一定の法則」と呼ぶ。これが有名なケプラーの第2法則。今風にいうと角運動量保存則である。

2015-02-16 21:57:46
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

小学生と一緒に日時計を使って、実際に時刻を測定して昼12時に真南にないことを調べ、しかも1日の時間間隔(南中から南中まで)が実は24時間ともかなりずれていることを調べ、そこから、天空の話が出来たら楽しいと思う。だが実際には、そこまで想像することは難しい。そこで私が言った事は…。

2015-02-16 22:05:31
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

十数年前、小学校のPTA会長をやった。運動会で一言話すことになったので、太陽を見てみようと言った。このままずっと南に行くと太陽はどうなる?赤道に来ると太陽は真上にくるよ。そのまま南に、オーストラリアに行くと、太陽はきっと反対側にくるよ!と言った。え~?小学生の反応が楽しかった。

2015-02-16 22:11:48
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

でもよく考えると、赤道にいて太陽が(真昼に)真上に来るのは、実は日本の春と秋だけ。日本の真夏には、実は赤道の真上に、太陽はないのだ。

2015-02-16 22:17:44
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

@hiroco2003 ちょっと信じられないですが、でもそのハズです^^ 相対化する視点を持つ上で、天体現象はなかなか有用かなと思ってます(苦笑)

2015-02-16 22:28:02
印象操作は言論の自殺行為 @sukhumvitanode

@y_mizuno 冬至を過ぎても日の出時刻がなかなか反転しないのもそのせいでしょうか?昔、赤経と赤緯の関係で証明出来るとおそわって、その時は理解しましたが、忘却の彼方です。

2015-02-16 22:03:58
MIZUNO Yoshiyuki 水野義之 @y_mizuno

@sukhumvitanode そうだと思います。冬至とか夏至、春分、秋分は、太陽と、地球自転軸との関係で決めてますよね。他方で、平均太陽と視太陽との差は、公転軌道の長軸短軸の関係で決まります。その2つの現象(自転軸と公転軸)はまったく無関係ですから。しかも自転軸は歳差しますし。

2015-02-16 22:34:03
印象操作は言論の自殺行為 @sukhumvitanode

@y_mizuno @y_mizuno 冬至を過ぎても日の出が遅くなる理由説明は、小型船舶一級試験問題にありました。 模範回答を読んでも理解出来なかったのですが、当時米国のS大学で気象学の研究をしていた同級生に丁寧に教えてもらって理解できた記憶があります。

2015-02-16 22:39:06