こんにちは、みなさん。 おもしろ！ふしぎ？実験隊です。
先日、あっちゃん先生こと久保庭敦男さんから
『『うるう日とうるう秒』ｂｙあっちゃん先生こと久保庭敦男氏』の情報が
ありましたが、今日はその２
『うるう日とうるう秒』のお話です。
図と解説は、久保庭敦男さんです。
うるう日とうるう秒
〜狂わない時を刻むおはなし・その２〜
その１では、「うるう日」のお話をしました。今回はその続きです。
うるう日は、カレンダーと実際の地球の公転とがずれないようにする調整の日でした。これと同じようなしくみで、「うるう月」というのもあります。なんと、本当にひと月まるごと付け足すのです。私たちの使うカレンダーは、１年が１２ヶ月です。でも「お月さまの満ち欠け」を基本として作られた古い暦（こよみ）はちょっと違いました。
月の満ち欠けで作るカレンダーというのは、新月（太陽と月が同じ方向に見える日）を１日目にします。７日ごろは上弦の月、１５日の夜には満月です。そういえば、まんまるい月を「十五夜の月」と言いますよね。２３日ごろに下弦となり、３０日あたりに月末（新月１日前）になるのです。月はこのように約３０日で満ち欠けを繰り返しますから、カレンダーにちょうど良い感じですね。
この暦だと、毎月同じ日には同じ形のお月さまになるわけです。
今回のお話はちょうど七夕のころに書きました。いまのカレンダーだと、７月７日に晴れたとしても、半月だったり満月だったりと月の形がバラバラ。満月に近いころの月が出ていると、七夕の星や天の川が見えにくくなってしまいます。でも古い暦だと七夕の日は必ず半月なので、お月さまが沈むころに空高く昇った七夕の星々が楽しめるのです。
さて、新月からスタートして次の新月になるのに、正確に書くと２９日１２時間４４分ほどかかります。これを１２ヶ月くりかえすと３５４日８時間４８分３５秒。前回のお話では、確か地球が太陽を１周するのに３６５日５時間４８分４５秒でしたから、１０日と２１時間、つまり約１１日足りなくなります。上の図のように３回公転して３年経つと、ずれはだいたい１ヶ月ぶんになりますから、ここで「うるう月」を足してカレンダーと実際の季節とがずれないように直すわけです。
うるう月が入った１年は１３ヶ月になります。例えば、今年（２０１２年）の４月や５月を振り返ると、下の表のようになっていました。４月２１日は昔の暦で閏３月１日、なんと２回目の３月だったのです。（頭にうるうを付けて、閏３月と言いました。）閏３月が終わると４月１日がやってきます。この日は金環日食の日でしたね。確かに新月です。
こうした古い暦は日本でもほんの１４０年前（明治時代のはじめ）まで使われていました。現在の１２ヶ月のカレンダーに慣れた私たちには不思議な感じですね。
さあ、お話はさらに細かくなってきますよ。今度はカレンダーではなく、もうひとつの大事な単位、「１日」です。
１日の流れを知るのに、私たちは時計を使っていますね。今はそこらじゅうに時計があるので、時刻を知るのはとても簡単です。でも、時計ってずれませんか？正しい時刻のように見えるかっこいいデジタル時計でも、気付くと何秒も進んでたり遅れたりします。時計売り場に行ってみてください。たくさんの時計が並んでいますが、みーんなちょっとずつ違う時刻ですよ。
日本では時刻を正確に刻んでくれる電波が発信されていて、それを受信して自動的にずれを直す「電波時計」も売られています。ところが平成２３年３月の大震災で、日本の東側を担当する電波局が被害に遭い、福島原発の近くだったから修理にも行けず、しばらく正しい電波が流せなくなりました。大災害だけでなく、雷などのお天気によっても電波を流せないときがあるので、最新式の電波時計だからと言って正確だというわけでもありません。
では、その「おおもとの正確な時刻」というのはどんなふうに決めるのでしょうか？
もともと１日の長さは、地球が自分で一周する自転の動きが元になっています。もし世界中から時計が全部なくなっても、「太陽が昇ったら朝、沈んだら夜」くらいは分かりますね。日の出と日の入りを基準にして、昼間を１２、夜を１２に分ければ、１日を２４に分けた時間になるのです。実際にこのような仕組みの機械時計も、江戸時代に作られました。この時計はたいへんおもしろいので、いつかKUBOさんブログでご紹介しましょうね。
ところで、地球が自分で１回まわる時間を２４時間と決めたまでは良かったのですが、科学が進歩して細かく観測できる時代になると、「実は地球の自転が日々ずれてる！」というショッキングなことが分かってきました。もちろん何時間もずれてしまう訳ではありません。でも秒まで観測すると、１０００分の１秒くらいは当たり前のようにずれるのです。季節によっても、年によっても変わります。大きな地震でも変わってしまうのです。こんなに変わってしまうのでは、地球の自転を時計の基準にできないなぁ、ということになりました。
そこで、もっと変化の少ない方法で時間を計ることになったのです。原子時計という特殊な時計が作られ、これが世界中の時計の基準になりました。この原子時計というのは１０００年経っても１秒もずれません。中には１００万年経っても１秒の１０分の１もずれない原子時計もあるそうです。
この時計を使うことでとても正確に１日とか１秒とかが計れるようになりました。ところが今度は逆に、時計は地球に関係なく勝手に正確な時を刻んでしまいますから、地球の回転（実際の１日）とのあいだにずれが出てしまう、という問題が残ります。私たちの生活は実際の地球の回転のほうが大事なので、地球の回転に対して原子時計がどれくらいずれたか毎日観測しなくてはなりません。
もしずれが出たとき１秒の長さそのものを変えてしまうのでは、その度に時計を作り替えないといけません。そこで、「うるう秒」のアイディアが出てきました。地球の回転が速くなったり遅くなったりして原子時計とずれたとき、１秒そのものの長さを変えて２４時間を保つのではなく、１日の長さを１秒足したり引いたりすることにしたんです。１年ごとの変化をよく見て、いつごろ１秒足し引きするか決めるのです。変えるときは１秒単位で行います。
実は、２１世紀になってからだとまだ３回（３秒）足されただけです。つまり、地球は２１世紀になってからの１２年間で合計約３秒だけ回転が遅くなったということですね。もし回転が速くなったらうるう秒を引くということもしますが、実際にはまだ起こっていません。地球の自転は遅くなっているらしいことが分かります。
うるう秒で時計を変えるときは月末（できるだけ６月か１２月）に行うという決まりがあり、２０１２年７月１日の午前９時に加わったうるう秒も、世界基準の時計では「２０１２年６月３０日２３時５９秒５９秒の次の１秒」がうるう秒という、決まり通りの調整だったんです。（日本の時計は世界共通の時計より９時間進んでいます。海外に旅行したことのある方は「時差」としておなじみですね。）
だれかがどこかですごい時計を作り、精密に太陽や地球を観測し、そしてそれをがんばって続けてくれるおかげで、私たちはとても正確に毎日を過ごせます。ぼんやり過ごすだけの毎日なら少し狂っても気にならないことだけど、飛行機であちこち行ったり、ロケットを飛ばして、また地球にもどってくるような時代だと、テキトーという訳にはいきません。例えばうるう日を計算に入れないだけで、月探査に行ったアポロの宇宙飛行士は二度と地球に帰れないのです。そう考えると、７年にわたって６０億キロも宇宙を旅して地球にもどった探査機「はやぶさ」を支えた時計やカレンダーの考え方は、ものすごく正確なものだったことが分かるでしょう。
時間だけでなく、重さや長さなど生活の基本になる単位は、科学の世界でも深い歴史があります。興味があったら調べたり、自分で考えてみてくださいね。
なかなか・・・・正確っていうのは難しいことですね。
以前、昨年の地震で、地形が変化したでしょうから、地図も作り直さないと
いけないんでしょうね。って、国土地理院の方にお聞きしたら、
測量を飛行機でやっている時、基本満ち潮か引き潮か（聞き漏らした）
どちらかでやるんだけど、やっている間に時間もすぎるので、
普段の測量も正確ってわけではないのですよ。というようなことをいわれていた
のを思い出しました。
正確だと思っていることでも、よく考えてみると、そうでもないことや
つじつまを合わせているということがあるのかな？なんて,KUBOさんは、
思っちゃいました。
外れてたら、あっちゃん先生、コメントくださいね。
明日の実験隊には、あっちゃん先生もいらしてくださいます。（たぶん）
もし、質問したいことがったら、聞いてみてね。
って、これを今アップしても、みんなは、朝から学校だから、
読めないか。(>_<)
おもしろ！ふしぎ？実験隊 