月の満ち欠けが起こる理由

月と太陽と地球の位置関係はどうなっているのか？帰宅中に駅のホームで月をぼんやりと眺めていた時、ふと疑問に思った。

その時の月は、ほぼ半分だった。地球から月が半分に見えているということは、太陽は今どこにいるのか？

調査結果

月の満ち欠けが起こる原理について調べてみた。canonのキッズサイエンスの記事を参考にした。https://global.canon/ja/technology/kids/mystery/m_01_11.html 宇宙については、キッズ向けの記事が多い。

まずは前提として以下の事実を考慮する必要がある。

月の満ち欠けは月と地球、太陽の位置が変わることで起きます。

地球から月を見た時に、月の満ち欠けが起こるのは、3つの星の位置関係が変わるからだ。

地球も月も公転している

太陽系にある地球は、太陽の周りを公転している惑星。そして月は、地球の周りを公転している衛星だ。

月は、地球の周りを公転しているだけでなく、地球と一緒に太陽の周りも公転している。

さらに、地球は自転をしている。月の満ち欠けについて考える時には、地球が自転していることは考慮しなくてもいいかもしれない。昼と夜があることに影響しているのみであると考えられるからだ。

地球と月の公転周期

地球は太陽の周りを1年かけて回っている。

月が地球を1周するのにどのくらい時間がかかるのか？

月は、約1ヶ月で地球の周りを公転する。

これが月の満ち欠けが起こる原因と考えられる。

太陽の位置は固定していて、地球から見た月の位置が約1ヶ月かけて変化していく。

地球は太陽の周りを公転しているから、約１ヶ月間の間に、地球から見た太陽の位置が少しだけ変わるかもしれない。

月の満ち欠けが起こる理由

例えば、夜22時の夜空に浮かんでいる月を同じ場所で1ヶ月間観察する実験をしてみるとする。

1日目は、満月と仮定する。この時の太陽の位置は、地球から見て正反対になっているはずだ。太陽→地球→月と一直線に並んでいる様子を想像してもらうのが分かりやすいかと思う。

以下の図では⑤に相当する。

満月の反対は新月と呼ばれる。上の図では、昼になっているが、夜になったら月が見えないことになるのだろうか。

ちょうど半分の月になるのは、「太陽と地球を結んだ線」と「地球と月を結んだ線」が直角に交わる時だ。上の図では、③と⑦に相当する。

月の写真

帰宅途中に月の写真を撮ったので、載せていく。