太陽とまわりの星
太陽や地球、月、そのほかの星や宇宙について、その大きさや見えかた、なりたちについて考えてみましょう。

 はじめに9月、10月の人工衛星の落下、11月9日の小惑星通過など、最近のできごとをふり返りました。

 恐竜時代を終わらせた小惑星の衝突や、原始地球に火星サイズの惑星が衝突して月ができた説など、宇宙と地球のできごとについて考えてみました。

○太陽・地球・月を比べてみよう
 太陽、月、地球の直径や地球からの距離をくらべてみました。偶然なことですが太陽と月の直径、地球からの距離がどちらもおよそ400対1になっています。このことから、地球から見た太陽と月のみかけの大きさが同じになります。
太陽
直径(km) 1,400,000  (400)  3,500  (1) 
地球からの距離(km)  150,000,000   (400)   380,000   (1) 
 科学実験室にある地球儀は直径が65cmあります。もし地球がこの大きさの場合、地球全体の水や森林の量を具体的にあらわしてみました。
 飛行機は地球儀の上空0.65mm、スペースシャトルでも2cm程度を飛んでいます。

 空気のない宇宙空間まで5mm水はたったの429ml、そのうち淡水は11ml、しかも凍りついていない水はたったの3 .25mlしかありません。スプーン1杯の量です。65cmの地球では海も大気も表面に薄くしか存在しません。

 森林は20cm×30cmで毎年2cm×2cmが消失しているそうです。地球を外から見ればほんわずかな領域で生き物がくらしていることになります。
 月の直径は17cmでゴムボールくらい、月までの距離は19mで、科学実験室前のろうかに地球儀とゴムボールを持ち出してみました。
「こんなに遠いの!」「(アポロ計画では)これを行って帰ってきたんだね」「三日間で行って来たんでしょ?」などの感想が聞けました。
 
 65cmの地球では太陽は70mになり、ちょうど万博公園の太陽の塔の高さです。

 太陽の塔を覆う球体を太陽として、太陽系の惑星(水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星)の軌道を地図上で考えてみました。

 太陽に近い水星の軌道がちょうどクリエイトセンターにかかり、地球は太陽の塔から7.5km、高槻駅あたりになります。

 一番遠い海王星は石川、静岡、高知、広島を囲む軌道になりました。宇宙の広さを実感できたでしょうか。

○月や金星の見え方
 書画カメラにピンポン玉をとりつけ、地球がカメラ、月がピンポン玉として書画カメラを回転させたとき、ライトがあたる向きによってピンポン玉が満ち欠けしてみえます。

 書画カメラとピンポン玉とライトの位置関係を確認しながら、書画カメラで映しだされる月のようすを画面でみることで、月の満ち欠けの理由がわかったでしょうか。
新月→ 三日月→ 半月(上弦)→
←半月(下弦) ←満月
 金星の場合はライトのまわりをまわるスチロール球を金星と考え、同じように満ちかけしたり、見かけの大きさが変化したりするようすを再現しました。

 月や金星など、自分から光らない星は太陽の光のあたる半分が光って見えています。

 地球から見て太陽に近いときと太陽に遠いとき、半分光っている星をどの向きから見るかで、見え方が変わってきます。

 
○これが宇宙じんだ!
 「宇宙塵」と書いて「うちゅうじん」。塵(じん)とはちりのことです。屋上にトレイを置いて、空から降ってきたものを観察します。

屋上で集めた砂粒やちりの中に・・・
 風で運ばれた地上の砂粒にまじって、きれいな丸いものが見つかりました。

 隕石が大気圏突入でとけて飛び散った物質が、落下中に重力の影響を受けずに固まって球形になり、降ってくるものがあります。

 今回は直径0.3mmのものと0.5mmのものを見つけました。

 宇宙塵は年間3万トン〜4万トンも、地球に降りそそいでいるそうです。

顕微鏡で観察した宇宙塵
書画カメラで撮影 1めもり0.1mmなので直径約0.5mm

○この宇宙はどうなっているか?
 星と星の間の距離の観測から、宇宙全体が広がり続けており、その広がり方はますますはげしくなっていることが確かめられ、今年のノーベル物理学賞でも表彰されています。

 また大昔は宇宙はもっと小さくて、およそ150億年前はひとつの点から始まったとも考えられています。
宇宙のはじまり 現在の宇宙 これからも膨張する宇宙
 最後に星空を観察するのに役立つ星座早見の筒を作って、今回の科学教室を終えました。

(この工作は星座マスターズ・星座早見缶を活用させていただきました。)
 http://www.kanmas.net/modules/seiza/hayami.php#HAYAMICAN

 広大な宇宙について感じたり考えたりする題材として、地球儀に縮尺したモデルを中心にいろいろな話題を組み入れました。宇宙塵は当日までになんとか採取でき、実物をみせられてよかったです。これからも宇宙についてはいろいろなことが解明されていくことでしょう。