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地球は完全な球体ではなく楕円形をしている。確認する方法とは?【回転楕円体】|宇宙雑学

地球は完全な球体ではないという雑学

メディアでよくみる地球の映像も、家にある地球儀も、ボールのように丸い。だが、実際の地球はボールのような球体ではない。「完全な球体ではない」というのが、正しいようである。

「えっ、そうなの?」と驚くのもつかの間、「そんなこと、どっちでもいいや!」という声が聞こえてきそう…。しかし、宇宙の専門家からすると、かなり大きな違いのようだ。「完全な球体でない」と捉えることで、地球上のさまざまな現象が説明できるようになったという。

今回は地球が完全な球体ではない理由と、それを裏付ける根拠についても詳しく調べたぞ!

【宇宙雑学】地球は完全な球体ではない

地球は地球儀のような完全な球体ではなく、楕円体。地球は回転をしているので、「回転楕円体」とも呼ばれている。

【雑学解説】万有引力のニュートンが提唱した!

「万有引力の法則」を発見したニュートン(1643年~1727年)のことは、誰もが知っているであろう。

その彼が「地球は完全な球体ではなく、回転する楕円体である」と提唱したのである。

そもそも、なぜ彼がそのことに気付いたのか…。それは17世紀頃に使われていた「振り子時計」が、場所によって「時間が遅れる」という現象が起きていたからである。

そのように振り子時計が正確に動かないのは地球が楕円体で、場所によって重力の違いがあるかではとニュートンは考えた。

地球は回転しているために、赤道に近づくほど膨らんだ楕円体の形をしており、赤道付近の遠心力が重力を弱めている。そのため、「振り子時計」のおもりの動きに違いが出ると説明したのだ。

その当時はそれを証明する測量技術も進んでいなかったし、もちろん地球を外側から見ることも不可能だった。しかし、ニュートンは理論からそれを導き出したのである。

いまさらながら、彼の超越した思考力にあっぱれ! だ。

緯度の1度あたりの距離を比較すると分かりやすい!

ニュートンが提唱したあと、さまざまな方法で地球が楕円体であることが証明されている。

実はフランスの学者たちは、地球は極方向にふくらんでいると反論していたようだ。これに対して、緯度差1度に対する子午線の長さを測定した結果、極付近の方が緯度1度に対する弧が長いことが証明され、ニュートンの説が正しいこと分かったのである。

下表は、南北の子午線上の緯度1度あたりの距離を比較した数値だ。各々の緯度で地球を輪切りした時の円周を360で割ると、1度あたりの距離がでる。

場所 緯度の1度あたりの距離
北フィンランド 約112km
フランス 約111km
エクアドル 約110km

わずかではあるが、北極近く(北フィンランド)の距離は長く、赤道付近(エクアドル)の距離は短くなっている。このことから地球が楕円体の形になっていることが分かる。

ほかにも、実際に地球の中心から赤道までの距離(赤道半径)は、6,378kmであるのに対して、地球の中心から両極までの距離(極半径)は、6,357kmになる。赤道半径のほうが、やや距離が長くなっていることからも、赤道付近が少し伸びた楕円体になっていることが分かる。

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地球の場所によって、重力のはたらき方が違う!

地球の場所によって、重力のはたらき方が違うことからも、地球が楕円体であることを証明できる。

実際に、同じ1kgの物体における重力を比較した表がこちら。

緯度 1kgの物体にはたらく重力の大きさ(N)
90度(北極・南極) 9.832
60度 9.819
30度 9.793
0度(赤道) 9.780

赤道付近になるにつれ、その重力の値が小さくなっている。地球が完全な球体だとすると、このように重力の値に違いは出てこないという。

【追加トリビア】粘土球で試してみよう!

実際に、粘土で球体を作り試してみると、より納得ができる。

粘土球を作って、中心に棒を差し込む。この棒を激しく回転させたとき、球の中心部が遠心力のためにふくらんでくる。そして、上下の極は扁平になり、粘土球は楕円体になる。

地球そのものも回転をしているので、この粘土球と同じように、楕円体になるということだ。

トリビアまとめ

地球は、丸い球体ではなく楕円体であった。

同じ地球に生きていても、地球の形について考えたことは、今まで一回もなかった。今回調べたことで、私たちが住んでいる地球には、まだまだ不思議なことがたくさんあると痛感した。

もしかしたらこの先の未来、地球の形がまた変化することもあり得るのかもしれない。なぜなら、地球は常に回転している惑星なのだから。

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