科学に詳しい方、どうぞ教えてください。中学生の子供から、「どうして月や太陽が円でなく球だとわかるのか」と聞かれ困ってしまいました。私自身もちょっと興味があり、インターネットで調べてみましたが、よくわかりませんでした。どなたか、教えてくださいませんか。もしくはそのようなことが書いてあるホームページを教えてください。

太陽が円でなく球であることの証明 | 生活・身近な話題

素人だけど考えた

A

2009年09月14日 11:23

円というのは、平面上で定まった一点（中心）から一定の距離にある点全体からなる図形なので、つまりは厚みがないぺっっったんこな状態（実在のモノではなく形を表す概念）、つまり現実空間には存在しないものじゃないですか？だから円ではありえない。点とか直線が、モノとしてはないのと同じことでしょう。円柱とか円錐とか球とかの立体物なら現実空間にあるでしょうけど。なんで円柱円錐などではないのかと言ったら、星が出来る過程を調べたら多分わかると思います。

トピ内ID：0317856498

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もっと単純に

A

2009年09月14日 11:23

月に関して言えば、良く写っている写真を何枚も見比べればわかると思います。クレーターの位置が移り変わっていく様子を見ればぺったんこじゃなくて立体なんだってわかるでしょう？ぺったんこなら同じ面しか見えないはずだから。あとは影で出来る立体感の、球と平面ではどう違って見えるのかをご家庭で実験でもしてみては？ボールと画用紙で作った丸と懐中電灯とかで。そしたらあの月の影の出方は平面ではあり得ないってわかるんじゃないかな。

トピ内ID：0317856498

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天体の形状

🐤

非専門家

2009年09月14日 11:23

科学は、よく分かりませんが、レスしました。単行本　現象の数理 (放送大学教材) 岡本久(2003/4) の第12章に、数学的な証明(大学初年級、難しそう)が載っています。残念ながら、中学生にわかりそうな証明はネット上で、見つかりませんでした。中学生のお子さん、将来が期待できそうなのでなにか、科学系のより進んだ書物を買い与えてはいかがでしょうか？

トピ内ID：9615995739

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どっちの方向から見ても丸いから

美佳

2009年09月14日 12:29

円では横から見たら薄いはずですよね。円は角度を変えて見ると、楕円になります。さらに横から見れば薄っぺらくなりますよね。太陽や月は角度を変えてみても楕円にはならずに円形を保っているから球なのです。

トピ内ID：8527040654

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球体が一番安定しているから

💡

まあねえ

2009年09月14日 12:29

何故、球体になるのかという説明は「なぜ地球は丸いのか」で検索して見てください。で、それらと同じ理由で太陽や月も球体だと解るのだと言って差し上げれば納得していただけませんかね？ただ、月の場合はその満ち欠けの様子で、球体だとわかります。月は太陽の光を反射して光っているので、もし月が円なら実際のような満ち欠けはおきません。太陽も、黒点の見え方の様子で球体だと実感できるのですが、あいにく今は「黒点極小期」で黒点が全く無いので、この方法は使えません。話しがそれますが、黒点の無い太陽の様子は『宇宙天気情報センター』のwebページで見る事が出来ます。珍しい現象ですので、この機会に是非ご覧下さい。それにしても、知的好奇心の旺盛なお子様ですね。日常の「当たり前と思われていることにも疑問の目を向けられる、そんな素直な感性をずっと持ち続けていって欲しいですね。

トピ内ID：9286615979

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月は満ち欠けで説明できますが・・

チュン夫

2009年09月14日 12:29

地動説とか、太陽の周りを惑星が回っているという関係は納得されてますか？納得されていることを前提にします。月の満ち欠けは月が丸い平面だと成り立ちません。地球からみて、太陽が地球の真後ろから照らすと満月になり、月を横から照らすと半月になります。月が円状であれば、半月（や三日月）を説明することはほぼ無理でしょう。（ちなみに、太陽が地球の真後ろから月を照らすと、地球が影になって邪魔をするじゃん。と思いますが、そうなったときが月食ですね）太陽の説明は難しいですね。地球が円状の太陽の周りを回っていても、常に丸い部分を地球に向けているのなら、一応丸く見えるわけで。惑星が光って見えるのは太陽の光を反射しているわけですから、太陽が平面状なら、地球から太陽をみて９０度の位置にある惑星は暗くなるはず。でも惑星はどの位置にあっても同じように光ってます。火星着陸探査で、火星から見える太陽もいつも丸い。なんて写真ありましたっけ？。でも娘さんは地球からの観測だけでなぜ球だとわかったのか知りたいのでしょうね。

トピ内ID：0328742019

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地球の公転

匿名で

2009年09月14日 12:29

よく知られている通り、地球は太陽の周りを公転しています。もし、太陽が球でなく円盤だったとしたら、一年を通して丸く見えるということはありません。しかし、実際には一年中いつ見ても丸く見えるわけです。仮に、地球の公転周期と太陽の時点周期が一致していれば円盤でも一年中丸く見えますが、太陽の自転周期は２５～２８日（赤道は極より少し速く自転している）なので、これはありえません。なお、地球が公転していることは、年周視差が観測されることで明らかです。もう少しマニアックなところでは、遠方の天体に対する地球の相対速度が１年周期で変動するという観測事実もあります。そもそも、重力はどの方向にも同じように働くので、球になるのは論理的必然なのです。円盤状にするには、重力以外の、特定の方向だけに働く力が必要になります。

トピ内ID：2803221215

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無重力だからか？

🐴

ガニメデ

2009年09月14日 15:29

水の玉も、宇宙船の中で球になりますよね。無重力状態では、ガスの塊は、球になるでしょう。地球も月も最初はどろどろに溶けていました。そのころ球になって、今はその球が冷えて固まった、遠心力で少し横に広がった楕円になっている、という感じでしょうか。専門家ではありません。正確にはわかりませんが、無常力状態で、一番安定した形なんだと思います。

トピ内ID：5467380703

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URL

granny

2009年09月14日 15:58

国立科学博物館の該当ページのＵＲＬです。説明は平易です。 http://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/index.html

トピ内ID：9828829542

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平面の天体はありえない

🐱

こいずみ

2009年09月14日 17:16

球体はひとまず置いておいて「平面と仮定」した場合、平面の天体を沢山見つけることができるはずです。宇宙の星が円盤であるならば土星の輪のように大きさ（厚み）の変化が起こるはずです。星の生い立ちを学べば、球体になる訳を理解できます。しかし、中学生が親に質問して、答えを待つ内容でしょうか。地球が球体であることは理解してる？（球の字があるので、うすうす気づいてるのかなぁ）

トピ内ID：5026781165

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ありがとうございました

トピ主ですトピ主

2009年09月15日 13:59

皆さん、レスをくださりありがとうございました。娘に詳しく聞くと、どうやら理科の宿題でレポートを書かなくてはならなかったみたいです。娘が書いたレポートをこっそり見てみると、太陽に関しては、地球の公転に関係なく１年中円形に見えることについて書かれていました。月に関しては、クレーターの位置のことや三日月の陰の形などが書かれていました。親子でアレコレ調べながらの３日間、とても楽しかったです。宿題のレポートには間に合いませんでしたが、明日、娘に皆さんのレスを見せてあげようと思います。貴重な時間を割いてくださり、ありがとうございました。

トピ内ID：5004801956

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地球上の違う地点から見たらどうなるか

☀

うけい

2009年09月15日 13:59

太陽がもし平坦な円であるならば、朝日や夕日は楕円にならなけばなりません。そして正午付近のときにだけ真円となるはずです。・・という理解でいいような気がするのですが、太陽と観測点が十分遠いと、角度が足りなくて円に見えてしまうような。。。

トピ内ID：1254544746

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証明は　１

白紙

2009年09月15日 15:10

理科を専門としているものです。中学生なのにおもしろいことを思いつきますね。簡潔に言うと、太陽が球形であることの「証明」はできません。上記に出ているいくつかの証明は、何かを仮定した場合のみに適用できます。例えば、太陽の自転周期をとってみても、太陽表面が実は平面の太陽の上に「あたかも太陽が球であるように」動いているならば適用できません。太陽の自転周期は「太陽を球形(もしくは楕円球形)」だと仮定したうえでのものです。重力の均一さをとってみても、そう観測されているものの証明はされていません。星の生い立ちも、人間の憶測です。人類が納得している物理法則に当てはめると、こう考えるとしっくりくる、というアイデアを採用しているだけに過ぎません。 (すみません、続きます）

トピ内ID：7373661603

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証明は　2

白紙

2009年09月15日 15:10

(続きです) 一番簡単に太陽の形を知る方法は多方面から一度に太陽を観測することですが、それでも「今観測している太陽の形が観測終了後にも観測される」ことを前提としているので、常に太陽が平面ではないことの「証明」にはなりません。この最後の前提は「あたりまえじゃないか」と思われるかも知れませんが、実際の物理学ではそうでもありません。実際に一つの粒子を観測すること「だけ」によって、遠くにある他の粒子の状態が変わってしまうことも実験されました。これはアインシュタインが思考実験で指摘し、「離れたところで起こる気味の悪い行動(spooky action at a distance)」と言ったことで有名です。と、まあ太陽が球形だという証明はできないのですが、ではなぜみんな球形だと思っているのかと聞かれましたら、「今現在の物理学でそう考えると一番しっくりくる」というのが答えですね。まあねえさんやガニメデさんのおっしゃるとおり、球形になると重力が釣り合い一番安定するからです。

トピ内ID：7373661603

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たぶん・・・ですが

ぎょぎょ

2009年09月29日 17:09

タイトルには「太陽が球体であることの証明」とありますが、本文には「どうして太陽が球形だとわかるか」と書いてありますよね。中学の授業では「黒点が移動するにつれて、端の方と中央では形が変わる」と習いました。中学生ですから、そんなに難しく考えず、子の程度でいいのでは？と言っても、おそらくこのレスは時間オーバーでしょうけど。

トピ内ID：8127970337

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証明はできません

オーソーレミーヨ

2009年09月30日 14:48

白紙さんの仰るとおり、「太陽が球形（または回転楕円体）であって、それ以外の形状ではありえない」ことの「証明」は、地球上から観測している限り不可能です。まさに「現代物理学の知識ではそう考えると一番しっくりするから」です。黒点のことだとか皆さんいろいろ例を持ち出していますが、それらの例は他の形状でも矛盾しません。例えば円筒の一端が半球上にえぐれていて、その端面がいつも地球に向いているとしても、黒点の見え方の変化は説明できます。つまり太陽が球形であることはそれらの事例の十分条件ではありますが、必要条件ではありません。太陽の形状問題は自然科学ですから、いろいろな観測結果と仮説を照らし合わせて一番矛盾していない説を採用するだけの話です。

トピ内ID：3825741159

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「地球」が現にこうして在ることが、その証明。

☂

サフラン酒

2009年09月30日 17:57

「大きな質量ある球体」だから、地球ほかの惑星を持てるのです。「重力」で。そして、地球は「太陽のまわりを回って」いる。これも“太陽が球体ならばこそ可能”なのです。もう１点。太陽表面の温度は、およそ6000度と低い。それに対し、コロナの温度は非常に高い。つまり「太陽内部はおそろしく高温」！円盤だったら、そんな温度差はありえませんし、コロナの熱源も「どこにもない」ことに。。

トピ内ID：5069527959

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当たり前だと思うが？

😀

夕凪

2009年10月01日 11:14

1 重力、2 太陽は、水素が主体の気体天体。 1と2は解っていて明らかなのだから、1によって、気体の天体が球形状なのは、明らかなのでは？岩石天体でもある程度大きいと球状なのも同様の理由かも。また、地球から太陽までの距離ですが、今の技術では円に見える太陽の、中心部と淵側などの距離測定ができるはずなので、球なのが証明できるのではないでしょうか？

トピ内ID：2891666584

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非科学的考察

💡

空想的渡世人

2009年10月01日 12:25

どなたかがおっしゃっていましたが、太陽を地球上の異なる地点から見たらどうか、を読んで思い出すことがあります。以前、出張でアメリカのサンフランシスコに夕方着きました。ホテルに入りベッドで休んで夕陽を見ていて、ふと思いついて東京にいる妻に電話しました。俺「オウ、俺だが、今太陽は出ているかい？」妻「出ているわよ、良い天気です。」俺「そっちでは朝日だろうが、俺は今夕陽を見ているんだ。同じ太陽をアメリカと日本で見ている訳だよ。」妻「ふーん。」この時は太陽の表と裏を同時に見ているのかと一瞬思いましたが、地球と太陽の距離を考えると、殆ど同じ面を見ている訳でした。一人でロマンチックな思いにひたりましたが、地球上の異なる地点で同時に太陽を見ていて、同じように丸いのは球である証拠かも、と思います。中学生に話せば、ちょっとは受けるかも知れませんね。つまらない話ですが、読んでいただいて感謝します。

トピ内ID：9948484670

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そんなの簡単

大学教員

2009年10月01日 12:25

その子の目の前に野球のボールとサッカーボールをもってきてください。そして「これらは円？、それとも球？」と聞きます。当然子供は「どっちも球」と答えるでしょう。そこで「じゃああれも球でしょう」と太陽を指さしてあげればいい。サッカーボールも太陽も“球体がそこに存在している様子を現実に肉眼で見ている”のですから、両者は同じに見えて当然。野球のボールとサッカーボールを同じ“球”と言えるのに、サッカーボールと太陽も同じように言えない方がおかしいのです。野球のボールもサッカーボールも太陽も、間に何の障害物もなく、肉眼で見ているのですから当たり前のことですよね？その当たり前のこと（自明なこと）を証明しろという方がナンセンスなのだということを言ってあげればよろしい。以上、子供だましでした。

トピ内ID：5150294192

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金星や木星

ゆうべい

2009年10月01日 13:00

何かを仮定しないといけないのはやむを得ない事ですが、仮に惑星が太陽の周りを公転していることは確かだとします。惑星(木星とか金星とか)を望遠鏡で拡大してみると半月の形になる時期があります。これは地球-太陽-惑星が丁度直角に並んでいるときです。もし仮に太陽が平らであればこういう状態の金星や木星は真っ暗になるはずですが実際には十分に明るく見えます。ですから、太陽は少なくとも「1.地球側に常に正面を向けている円盤」ではないと言えます。また、木星などを観測すると時々衛星の影が木星表面にうつっていますが、その影が円形である事からもそっち(地球と違う方向)から見た太陽が円形である事の証拠となります。また、この衛星の影からは「2.常に地球側に正面を向けた碁石のような形」ではないらしいこと以外にも、「3.常に地球側に正面を向けていて、縁の方がより明るく輝いているヘンな天体」でもないらしいことも言えます。ところで、2, 3 は何を言わんとしているかお分かりでしょうか。

トピ内ID：7656116177

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３次元の世界に本当の意味での２次元は存在するか

とらちゃん

2009年10月01日 13:00

物理が落ちこぼれなのでよくわかりませんが、今住んでいる世界で線とか、平面とかいう概念はあるけれど、実際には厚さのない紙はみたことないです。みえるものイコールすべてではなく、それが仮に存在していたとしても３次元住民の目ではとらえられないだけかもしれないけれど、３次元世界のもの（人の目や観測機械）で感知できないなら、無しも同然のような気がする。だから太陽も立体、つまり球であって当然と考えてしまう。

トピ内ID：5473724062

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なんだかなー？

😀

とおりすがり

2009年10月02日 11:27

証明できないとおっしゃっている方、中学の教科書には太陽は球体だと書いてあると思うのですが、それは正しくないと言いたい訳でしょうか？トピ主の主旨からして、その様な答えを求めてある訳では無いことは明白です。どのようなハイレベルの教育を受けられたのか知りませんが、使えねーヤツだと感じます。

トピ内ID：6069095807

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地球から出たことないの？

先頭養成

2009年10月02日 16:13

正面から見ても、真横から見ても、上から見ても円形なので、球形なんだと思いますよ。土星の友達(ブラック星人)と北極星の親戚に確かめました。

トピ内ID：5925488782

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太陽が円でなく球であることの証明

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