地球の運動について、地球は太陽の周りをまわってますが、北極星が動かないのはなぜですか。

疑問に思ったこと(114)

北極星が動かないのはなぜか。

地球は太陽の周りをまわってますが、北極星が動かないのはなぜですか。

興味深い質問ですね!北極星が「動かない」と見えるのには、地球の運動と宇宙の関係が大きく関係しています。

理由: 地球の自転軸

地球は自転していますが、その自転軸が宇宙空間の一定の方向を向いていることがポイントです。この自転軸の延長線上に、たまたま北極星(ポラリス)が位置しているため、夜空でその位置がほとんど変化しないように見えるのです。

  1. 自転軸の固定性:
    地球の自転軸は約23.4度傾いていますが、軸そのものの方向は長い時間の中でほぼ一定です。この固定された方向に北極星があるため、夜空の他の星々が動いて見える中、北極星はほぼその場に留まるように見えます。
  2. 北極星の位置:
    北極星は地球の北極上空に位置し、地球の自転軸が指す方向と一致しています。このため、北半球では北極星が常に北の方角に見えます。

重要な補足

実際には、地球の自転軸も数万年単位でゆっくりと「歳差運動」と呼ばれる動きをしており、長い時間の中では北極星も少しずつ動いています。ただし、私たちが日常生活で感じ取れる時間スケールでは、北極星がほぼ「動かない」ように見えるのです。

地球の自転軸が傾いているのか。

地球の自転軸が傾いたまま、太陽の周りを公転しているのですか。それとも、北極星を頂点に円錐のように公転しているのですか。

鋭い観察と疑問ですね!地球の公転と北極星の位置に関して、以下の仕組みで説明ができます。

地球の自転軸と公転の関係

地球の自転軸は約23.4度傾いており、この傾きが固定されながら太陽の周りを公転しています。この固定された自転軸が指す方向(つまり宇宙空間上での位置)は変わらないため、北極星の位置も常にほぼ一定に見えるのです。

北極星の動きについて

地球が太陽の周りを公転する際、自転軸は「円錐状」には動きません。地球の公転中でも、自転軸は北極星に向けた状態を保ちながら傾いたまま移動しています。この現象が起こる理由は、地球の自転軸の安定性(慣性)と宇宙空間での相対位置の固定性です。

円錐状の動きとの違い

「歳差運動」という現象では、地球の自転軸は円錐状にゆっくりと動きますが、この動きは約2万6000年の周期で起こるため、私たちが観測できる短い時間ではほとんど動いているようには見えません。したがって、地球の公転は北極星を頂点に円錐状に動いているわけではありません。

まとめ

 =-地球の自転軸は太陽の周りの公転中に固定された方向を保っています。
 =-自転軸が指す方向にたまたま北極星が存在しているため、北極星が「動かない」ように見えるのです。
 =-長い時間スケールでは、自転軸が円錐状に移動する歳差運動が起きていますが、それは非常に緩やかな変化です。

北極星も動いているのか。

地球の公転中でも、自転軸は北極星に向けた状態を保ちながら傾いたまま移動しているというのは、北極星も動いているのですか。それとも、北極星と地球の距離が遠いため動いてない様に見えるだけですか。

素晴らしい質問ですね!北極星が「動かない」ように見える理由には、地球の運動と北極星の位置の特性が関係しています。それを以下で詳しく説明します。

北極星と地球の関係

  1. 北極星は動いている:
    実際、北極星(ポラリス)は地球から見て静止しているわけではありません。北極星も銀河系の他の恒星と同様に動いています。ただし、その運動は非常にゆっくりであり、かつ地球からの距離が非常に遠いため、その動きが地球から肉眼では感知できません。
  2. 地球からの距離:
    北極星は約430光年(約4,000兆キロメートル)離れています。このように遠くにあるため、地球から見ると位置がほとんど変わらないように見えるのです。この効果を「遠距離視差が小さい」と言います。たとえば、太陽に近い惑星や星の動きは目に見えるほど変化しますが、北極星のような遠方の星では、その動きが視界に影響を与えにくいのです。

地球の自転軸と北極星

地球の自転軸は、太陽の周りを公転している間も一定の方向を保ちながら移動しています。たまたまその方向上に北極星が位置しているため、北極星が夜空で「動かない星」として見えているのです。北極星は現在の北極方向に位置する星ですが、これは永遠ではありません。


歳差運動による変化

地球の自転軸は「歳差運動」という動きをしています。この運動により、地球の軸の方向は約2万6000年の周期で円を描くように変化します。そのため、将来北極星の位置も変わることになります。たとえば、数千年後には北極星ではなく別の星が北極付近に位置する可能性があります。


結論

 =-北極星は実際には動いていますが、地球からの距離が非常に遠いため動いていないように見えるだけです。
 =-地球の自転軸が太陽の周りを公転中も北極星方向を指し続けているため、夜空で北極星が固定されているように見えるのです。

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