実験の目的と手順
実験シリーズその３ですが、これもまた以前に論じたことの焼き直しでしかないので、あまり説明も必要ないのですが、あえてやってみてはいかがでしょうか？という提案です。一言で言えば、
赤道式日時計を使えば、「平面説近距離太陽点光源周回モデル」など成立しえないことが簡単にわかる
です。以上説明終わり！
でも良いのですが、一応原理としては、こうです。
- 平面説では、天体が近距離にあることが絶対に必要。
- 実際に、太陽は5000km程度の上空にあるとされている（諸説あり）。
- しかしこれでは、原理的に観測者からの見かけの角速度は一定にはなりえない。間違いなく、昼頃の太陽は速度を早め、朝夕は遅くなるはずである。これは、ある程度数学のできる人であれば、誰でもそう言うことでしょう。
- これに対し、現実の太陽の角速度を測定すると、一日中一定であり、変化しない。つまり、近距離太陽点光源周回モデルは成立しえない。間違いなくこの結論が導かれます。
- この「現実は一日中一定」という事実を、ほぼ何の機材も持たない素人が確認するには、安価な赤道式日時計があれば十分。
- 実験方法としては、
- 日時計の目盛りが等間隔であることを確認する。
- 一日おいてみて、日時計が現在時刻と一致しているかを確認する。
- これを自分の目で確認すれば、近距離太陽点光源周回モデルが誤りであると確信できる。
- ちなみに、角速度の意味を簡単に説明すれば、一時間あたりの変化角度のことで、赤道式日時計の一時間ごとの目盛りが等間隔である事実は、そのまま角速度一定を表しています。
というわけです。今回のキャッチフレーズとしては以下ですね。
子供と一緒に日時計で遊ぶだけで平面説を実証的に論破！
この回もまた、平面説のモデルは完全に間違いであることが確認できるので、私からのフラットアーサーへのアドバイスとしては、
平面説を貫き通すのであれば、このモデルはさっさと変えた方がいいですよ
というところです。
日時計の選択と使い方
日時計としては、こんなので十分だと思います。Amazonで500円くらいで売ってます。ただ、納期は遅いですね。今注文すれば夏休みの宿題で使えるかも！「実験結果から平面説近距離太陽点光源周回モデルが誤りであることを確認」とかね。
ただし、後で説明しますが、このタイプはちょっと面倒です。まず、春分・秋分の前後は使えません。太陽が完全に円盤の延長線上になるため影が落ちなくなるのです（後で説明します）。そして、夏場は上面の目盛り、冬場は下面（裏側）の目盛りを使います。写真をよく見てください。影を落とす棒が上面と下面にあることがわかると思います。この写真からはわかりませんが、下面（裏面）にも目盛りがあるはずです。
ほんとは以下のようなものが良いですが、国内では売ってるのかわかりません。原理としては同じことですが、春分・秋分でも通用します。まぁ、これくらいは、やる気になれば自作できるかもしれませんが。
で、私も上の安い方を注文したのは良いけれども、まだ届いてません。使い方は以下のようです。
方位
- 日時計の軸は真北に向ける。日本では磁北ではなく、真北にする。最初に示した写真では、コンパスのある方が北になります。
- コンパスの指す「北」よりも、東へ8°程度ずらす（東京の場合）。
- しかし、最も簡単・確実な方法は、夜中に北極星にあわせること。
円盤の角度
円盤の角度は、設置場所の緯度に合わせるそうです。
- 東京なら約35°程度
- 札幌なら約43°程度
といったところですが、Google Mapで簡単に緯度を求められますから確認してください。まぁ、そんな高精度な値は不要でしょうけれども。
ただし、最初の写真をよく見てほしいのですが、緯度に合わせる角度としては、地表面からの角度ではなく、垂直上方向からの角度です。例えば、緯度35°であれば、写真に表示されている35°にあわせればよいです。このとき、地表面からの角度は、90-35で55°になります。
しかし、夏と冬とで太陽の高さが変わるのに、なぜ緯度だけを合わせれば良いのでしょうか？？？
緯度だけを合わせれば良い理由
赤道式日時計の設置イメージはこんなところです。板（茶）を鉛直から緯度分だけ下げると、二つの棒（ここでは緑で表示。ノモンと呼ぶらしい）が一方は北極星を指し、もう一方は逆を指します。円盤は赤道面に水平になります。わかると思いますが、地球中心を通る左右の直線です。
この図では、東京の緯度を35°とした場合、円盤を鉛直方向から35°下げています。地表面からは90-35で55°ですね。
この状態で地球がぐるぐる回転します。上の図では北・南を結ぶ線が完全に上下方向になっています。この線を中心としてぐるぐるまわっているわけです。
しかし、現実の地球は次の図のように公転面に対して23.44°傾いていますよね？
ですが、ここでは地球を主役にして考えてみましょう。
「あくまで俺は北が真上で南が真下だ。ここでぐるぐる回るぞ」
と言い張ってみます。あくまで地球が主役です。すると、夏と冬での太陽位置は以下のように変わっていきます。もしここでわからなくなった人は、上の図のように傾いたまま太陽のまわりを回ることをよく考えてみてください。
ともあれ、この結果として、夏は円盤の上面に影ができ、冬は円盤の下面に影ができ、春分・秋分には影ができないということになるわけです。
目盛りが等間隔で良い理由
すると、また疑問が出てくるわけですが、なぜ目盛りが等間隔のままで良いのでしょうか？以下の図をみてください。これは、日時計と太陽の関係のみを表していますが、上から見たものです。
日時計は反時計まわりに回転しています。実際には地球が回転しています。ですから、太陽は時計まわりに回るように見えます。そして、あくまで地球を主役に考えると、季節を通じて、太陽は手前方向に向かってくるか、向こう方向に向かっていくかの違いがあります。
ですから、緑棒の影の長さは異なるものの、その影の落ちる緑棒に対しての角度は季節を通じて変わらないわけです。だから円盤の目盛りは等間隔で良いわけです。
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