我々が居住する地球が一周する距離はいくつかご存知ですか?
日常生活ではあまり意識することがないかもしれませんが、非常に興味深い話題です。
・地球の周囲はどのくらいのキロメートルになるのか?
・全周を完了するにはどれくらいの時間が必要なのか?
・その距離はどのように計算されるのか?
これらの疑問に答えてみたいと思います。
実は、日常生活でよく使われるある単位が、地球の周囲の長さと密接に関連しています。
旅行の予定がなくても、この情報は役に立つかもしれません。
地球一周は何キロ?
地球を一周すると、約40,000キロメートルです。
「地球一周」といっても、計算方法には「赤道周り」と「極を経由するルート」の2通りがあります。
これらの距離はわずかに異なります。
実は赤道周りの方が少し長いんです。
地球は完全な球体ではなく、少し扁平な形状をしています。
例えば、ミカンを上から軽く押し潰したような形です。
具体的な数値は以下の通りです。
赤道周りの長さ:40,075km
極を経由するルートの長さ:40,009km
赤道の方が少し長いということが分かります。
しかし、この違いは1%未満で、通常は「約40,000キロメートル」と表現されます。
ただ、数字だけでは実感がわきにくいかもしれませんが、実際に地球を一周する体験はどれくらいの時間がかかるのでしょうか。
地球を一周するのに要する時間は?
地球の周囲は約40,000キロメートルです。
この距離を徒歩、新幹線、航空機で移動する場合、それぞれどれくらいの時間が必要か見てみましょう。
航空機による移動時間は比較的想像しやすいですが、徒歩の場合はどのくらいかかるのでしょうか。
徒歩の場合
まず結果からお伝えします。
答え:約333日が必要です。
計算方法は以下の通りです。
移動距離(Km)を速度(時速)で割ると、所要時間が算出されます。
人が歩く速度を時速5kmと仮定すると、次のように計算します。
40,000km ÷ 5km/時 = 8,000時間
8,000時間 ÷ 24 = 333.333…
その結果、約333日かかることになります。
実際には一年間ほど歩き続けることで地球を一周できますが、これは24時間休むことなく歩き続けた場合の理論値であり、現実には不可能です。
新幹線の場合
答え:約7日が必要です。
新幹線(のぞみ)が時速250kmで走ると仮定した場合
40,000km ÷ 250km/時 = 160時間
160時間 ÷ 24 = 6.666…
この計算により、約7日かかることが算出されます。
新幹線を使用すれば、およそ一週間で地球一周が可能です。
これも連続運転の場合の計算です。
飛行機の場合
答え:約2日が必要です。
ジェット機を利用する場合、平均時速800kmで飛行すると仮定します。
40,000km ÷ 800km/時 = 50時間
50時間 ÷ 24 = 2.0833…
この計算により、約2日間が必要とされます。
飛行機は最も合理的な移動手段であると言われています。
この計算はノンストップで飛行した場合の時間ですが、実際には給油などの停止を考慮に入れると、3〜4日かかる可能性があります。
地球一周の距離測定
地球の周囲の距離を最初に計測したのは、紀元前の古代ギリシャの人々でした。
エラトステネスという学者がこの偉業を成し遂げました。
彼はエジプトで数学や天文学を学んでいました。
彼がどのように地球の周囲を計測したか、その興味深い方法を見てみましょう。
エラトステネスによる地球の円周測定法
地球の大きさを測る方法について、エラトステネスがどのようにして発見したかのエピソードから説明します。
彼がエジプトのシエネ(現在のアスワン)を訪れた際、夏至の日の正午に井戸の底まで日光が届く現象を目撃しました。
一方、北に位置するアレクサンドリアでは、同じ夏至の日に井戸に日光は届きませんでした。
この違いは、地球が球形であるために生じる現象です。
地球が平面であれば、どの場所でも同じ時間に井戸の底に日光が到達するはずです。
シエネでは夏至の正午に太陽が正上に来るのに対し、アレクサンドリアでは太陽が南に位置します。
この事実に注目したエラトステネスは、地球の形を利用してその周囲の長さを測る方法を思いつきました。
彼はアレクサンドリアで夏至の正午に太陽の位置を測定し、天頂から7.2度南にあることを確認しました。
また、シエネとアレクサンドリア間の直線距離が925kmであることを把握し、この情報をもとに地球の全周を計算しました。
925kmが地球の周囲の1/50に相当するとして、全周は925km × 50 = 約46,250kmと推定されました。
この計算による地球の周囲の長さは、実際の値と比べて約15%の誤差しかなく、非常に正確だったと言えます。
紀元前のエラトステネスがこのような測定を行ったことは、科学史上極めて重要な発見です。
地球の周囲長の現代的な計測方法
現代では、地球の周囲をどのように計測しているのでしょうか。
以下で、2つの主な方法を説明します。
一つ目は技術を駆使した計測法です。
人工衛星とレーザー光を用いた計測法
① 人工衛星の位置から地球中心までの距離を計算します。
② 地表から人工衛星までの距離を測定します。
③ これらの距離の違いを利用して地球の半径を求めます。
④ 求めた半径を用いて地球の円周を算出します(円周 = 半径 × 2 × π)。
この方法では、地表からレーザーを人工衛星に向けて発射し、反射して戻ってくる時間から距離を計算します。
一般的には専門的な技術が必要です。
もう一つの方法はより手軽です。
GPSを活用した自己計測
誰でも試せる測り方として、エラトステネスの原理に基づく方法があります。
GPS機能付きのスマートフォンアプリを使用することで、簡単に実施できます。
① GPSを用いて南北に位置する2点の緯度を確認します。
② 2点間の直線距離を測定します。
③ エラトステネスの方法に従って計算を行います。
GPSを使えば、容易に地球の周囲長を測定できます。
地球の全周が1メートルの基準に!?
1メートルの基準は、地球全体の周をベースに設定されています。
18世紀後半に確立された「メートル法」では、1メートルは北極から赤道までの距離の1,000万分の1とされています。
北極から赤道までの距離が約1万キロメートルであるため、地球の周囲はその4倍、つまり約4万キロメートルとなります。
この事実を知ると、私たちが日常的に使用している「1メートル」という単位が、このような大規模な基準に基づいていることに驚かされます。
まとめ
・地球の全周の距離は約4万キロメートルです。
・地球の全周を最初に測定したのは紀元前の学者エラトステネスです。
・現代ではGPS技術を利用して、誰でも地球の周囲の長さを測定できます。
・1メートルの定義は、この地球の周囲の距離を基に設定されました。
海外旅行は困難かもしれませんが、地球の規模を知ることで、その壮大さを感じ取ることも楽しいかもしれません。