2006/08/15
環境雑学まぐ ☆☆☆ 正確な時計 ☆☆☆
「環境雑学まぐ」は環境関連をはじめ、身近な技術全般の情報を発信しながら、 その技術を掘り下げ、疑問点などを求めていくマガジンです。 それでは本日のテーマです。 ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞ 本日のテーマは ☆☆☆ 正確な時計 ☆☆☆ です。 ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞ 昔の人々が一年は365日ではないことを発見したのは何故か？ また、正確な時計とはどういうもので、宇宙が主体ならば、最終的には時間の決定は どうするかが問題となります。 一年の日数と言えば、閏(うるう)年が浮かび上がります。 もうご存知でしょうが、その経緯を整理しておきます。 グレゴリウス暦の閏年の決め方は 1.西暦年が4で割り切れる年は閏年とする。 2.西暦年が4で割り切れる年でも、100で割り切れる年は閏年としない。 3.西暦年が4で割り切れ、100でも割り切れる年でも400で割り切れる年は閏年とする。 となっています。 なんかややこしい計算ですが、これは地球が太陽の周りを一周するのにかかる日数が 実は365日ではなく365.2422日だからです。 ■1年で0.2422日の誤差なので、4年で0.9688日の誤差がでます。 この誤差を補正するため、4年に1回だけ1年を閏年の366日とします。 それでも-0.0312日(年平均-0.0078日)の誤差がでます。 -0.0078日の誤差は400年で-3.12日の誤差になるため、 400年の間に3回だけ閏年でない平年を作ることにします。 これが閏年の計算根拠です。 ■それでも-0.12日(年平均-0.0003日)の誤差がでてしまいます。 この誤差が西暦4915年(1582年施行＋3333年後)には1日の誤差になりますが、 この1日の誤差については、西暦4915年後までには調整することになります。 さらに、まだ厳密にはズレが生じますがこのあたりで止めます。 この調整というのが、後述しますが、実に綿密に行われているのには驚かされました。 ■現在の暦の基盤は、時のローマ教皇グレゴリウス13世により前述の1582年に 施行されたものです。 その前まではエジプト人の使っていた太陽暦を採用(ユリウス暦で紀元前46年制定)し ていましたが、これは実際の一年の長さ(365.2422日)ではなくて365.25日としていま した。 これなら閏年だけで解決します。 ■しかし、これは実際よりも(365.25−365.2422=0.0078日)11分14秒長いもので、 約1600年間使われているうちに13日程度の誤差が出ることになります。 また、グレゴリウス暦の制定時の一年は実際の365.2422日ではなくて、365.2425日 と算出されていました。 時の数学者の報告者の数値の平均が、40年ほど前にコペルニクスの算出した一年は 365.2425日とたまたま一致していたということになっています。 それならば、その当時のズレの修正は365.25-365.2425=0.0075日であり、 修正日数は厳密には計算上、0.0075×(1582-(-46))=12.21日 となるはずですが、 その修正日数を10日としています。 ■なぜ10日にしたのかは、 ＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／ 「天文学的な意味での春分の日と『暦の上での春分の日』のズレはさほど注意されな かった。 しかし、千数百年に経過してこの矛盾が無視出来なくなってきたことと、キリスト教 国の杜撰な暦は、ユダヤやイスラムの進んだ天文学者たちの物笑いの種にもなっていた。 またルネッサンス期を向かえて再び科学技術への関心に目覚めたキリスト教国の内部 からも暦の矛盾を指摘する声が挙がりはじめた。 当時の実際の春分の日は３月１１日。既に暦日と１０日あまりのずれを生じていた。」 ＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／＿／ とあります。 ★従って、実際の現象を天文学的に検証してその数値を採用したことになります。 ■この結果、空白の10日として10日間進めています。 急に、しかも一瞬で10日が経過するというタイムマシーンですが、急に年齢が10日増 えるのです。 増えるのと減るのではどちらが良いかは一概には言えませんが・・・・・・・? ■今から約2000年も前にどうして一年が365.25日と設定することができたのか、 また1600年間ユリウス暦を使用してきて、季節のズレだけで暦の修正に至ったという のも不思議とは思いませんか。 現在のような正確な時計が無い時代に、天文学的根拠で算出できているのですが、 天文学とは太古から存在した学問の典型と同時に十分発達していたといえます。 ■一年を決める根拠は天文学上では次のように記述されています。 ┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏ 春分の日は原則として太陽が春分点（天の赤道と黄道が交差する点。 180度反対側には秋分点があります）を通過した瞬間を含んだ日です。 太陽が春分点を通過してから再び春分点まで戻る期間が普通に言われる「１年」です。 この１年の長さを日数であらわすと、365.2422日では満足しないでしょうから、 さらに厳密に言いますと、 １年 = 365.2421904日 カレンダーの上では普通１年（平年）は365日として数えますから、 太陽が春分点を通過する瞬間は１年経つ毎に端数、0.2421904日（約5時間49分）だけ 遅れます。 ┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏┏ ★このズレの時間が「正確な時計」の無かった時代には、正確に測定できなかったの で、暦に対する矛盾が発生したということでしょう。 ◇つぎに、残る疑問は暦が何故その時の教皇などの指令により見直しする必要があっ たのか、またその実際とのズレを発見するに至ったのかです。 その理由とは、 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ◇春が近づく時期になると憂鬱になる。 それはこの時期になると彼の抱えているある問題を思い出すからである。 彼の名はグレゴリウス１３世。 彼の悩みの種は本当の春分と「暦の上の春分」がずれていることである。 ◇ローマ教皇が春分の日なんかを心配必要があるのかというと、 キリスト教徒にとって１年の内で最も大切な祝日といえば「イースター（復活祭）」 です。 この日は十字架に懸かったイエスが、キリストとして復活した日を記念している。 ◇「春分後、初めての満月の直後の日曜日」がイースターと定められていたから、 春分の日が何時であるかは非常に重要だったわけです。 「春分の日は３月２１日とする」ということも定められています。 ◇一旦春分の日が「暦の上で３月２１日」と決定されると、 以後は盲目的に「３月２１日＝春分の日」と考えられるようになり、 俗に言う「中世の暗黒時代」で科学技術の進歩が停滞した時期においては、 天文学的な意味での春分の日と「暦の上での春分の日」の問題はさほど注意されなか った。 ◇しかし、キリスト教徒としての教えを普及するに当り、実際と暦のズレがこのよう な行事を遂行する上で不備が生じ、無視出来なくなってきた。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ということです。 ◆過去は宗教上の理由が起点での暦の見直しでした。 しかし、現在は宇宙学・天文学の土台を再構築したといえる人類が作り出した最も正確 な「原子時計」に基づくものです。 原子時計とは、 ◆今の1秒という単位を決めるもとになっているセシウム原子です。 セシウム原子は水晶発振装置で作った91億9263万1770回に近い周波数の電磁波をあて ると、その電波を吸収するが、あてている電波の振動数が少しでもずれてしまうと吸収 しなくなる。 そうするとすぐに、水晶発振装置に信号を送り、そのズレを修正する。 この修正が常に行われることによって、正確な振動数をキープし、 30万年〜150万年にたった1秒しかくるわないという精度を実現している。 日本ではセシウム原子時計で、東京都小金井市の郵政省通信研究所にあります。 ここではレーザーを使うことにより150万年に1秒しかくるわないという精度を出してい る。 その上、ミリ秒波パルサーという特殊な天体を利用することで、1億年に1秒しかくるわ ないというところまで精度を高めようとしている。 このセシウム原子時計の決めた1秒は、茨城県猿島郡三和町からJJY標準電波が発信され ている。 ★最近流行の電波時計はこのJJY標準電波を受信している。 ◆時間を測定する技術が進歩して、原子時計で正確な時間が測定できるようになると、 実は地球の回転速度にはムラがあり、いつでも同じ速度で回転しているわけではないこ とがわかってきました。 もし、地球の自転が遅い状態が続いたり、自転の速い状態が続いたりすると、地球の自 転によって決まる時刻と原子時計によって決まる時刻のずれが大きくなります。 そのようなとき、時刻のずれを修正するために「うるう秒」を実施します。 地球の自転速度は、原子時計と比較されながら観測が続けられていて、 地球の自転と原子時計によって決まる時刻の差がプラスマイナス0.9秒の範囲に入るよう に、うるう秒による調整がおこなわれています。 ◆たとえば西暦2000年頃には、地球は、原子時計を基準にした1日よりも、 約2ミリ秒（1秒の千分の1）ほど長くかかって1回転していました。 もしこの状態が500日間続いたとすると、地球の自転と原子時計の時刻の差が1秒に達す ることになります。 そのような場合には、うるう秒として1秒を挿入することによって、時刻の調整が行われ ます。 地球の自転が遅い（1回転にかかる時間が長い）場合には、59分59秒のあとに59分60秒と して1秒を挿入し、その次の秒が0分0秒になります。 反対に、地球の自転が速い（1回転にかかる時間が短い）場合には、59分58秒の次の59秒 をとばして、0分0秒にすることにより、1秒減らすことになります。 ◆1972年にうるう秒による調整が開始されて以来、2003年7月までに22回のうるう秒（い ずれも挿入）が実施されています。 つまり、わずかですが地球の自転速度は遅くなっています。これは、潮汐による抵抗、 地殻内変動などが原因です。 ★いくら正確な時計でも宇宙に時間を合わせるために調整しているということです。 ////////////////////////////////////////////////////////////////// ♪♪ ちょっと一休み ♪♪ // GPS // GPSとして最もなじみがあるのは、カーナビゲーションシステムですが、 もっぱら最近では携帯電話にその機能が付加され、 個人的情報がいつでも得られるようになっています。 その逆も可能ということですが・・・・ このGPSが前述しました正確な原子時計の応用から生まれた技術なのです。 サイエンスストーリーとして記述されているので、ちょっと長いですが、 詳細は下記のＵＲＬを参照下さい。 http://www.nikkei-bookdirect.com/science/beyond-discovery/gps/01.html ////////////////////////////////////////////////////////////////// ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ♪♪ 放談 ♪♪ // 数字言うのは〜 // 数字というのはノルマを設定するという意味で、 確かにはっきりとした指標値となるものです。 しかしそれではっきりするのはあくまでも見せかけ上だけのこと。 仕事の内容的には一切何もはっきりなんかしてきません。 これだけ売り上げろって言えばそうなるなら、どの会社だって大企業ですよ。 大事なのはノルマとなる数字に対して、 上司がいかなる説得力を付加して部下に落とし込むかなのです。 上司の役割とは、仕事に現実味を帯びさせることです。 それには結果だけでは不十分で、どういった結果を出す必要があるから、 どのような舵取りを行う必要があって、だからそれにみんなついてきなさいよと、 ここまで言わなくちゃいけません。 もっと言えば、数字しか言えない中間管理職なんて、 代わりに電卓置いときゃ済みますよ。 しかも関数電卓なんて良くできたのじゃなく、百円のソーラー電卓で十分。 そいつの価値はそんなもんです。 「SEのフシギな職場」 きたみりゅうじ 著 より抜粋 (文体・漢字の使用には違和感ありますが、そのまま原文忠実に転載) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ●宇宙に関する疑問として、月や太陽が大きく見えるという現象を見かけませんか? 月や太陽は、空のどこにあっても、いつも同じ大きさのはずです。 (厳密には太陽は変化していますが、目に見える変化とは別です) 大きく見えるというそのときの太陽や月は、地平線（水平線）近くにあるときや、 山の谷間からとか、山の直上が多いといわれています。 月の近くに建物や山などの景色が見えて、それと比較できるときとそうでないときで、 大きさの感じ方が違うのではないかという説も挙げられています。 ●あるいは次の色との関連性も否定できないと言えるのではないでしょうか? 太陽や月光の色が、赤やオレンジ色に見えることがあります。 月が赤っぽく見えるのは、大気の影響による現象で、朝日や夕日が赤く見えるのと同じ 理由ということです。 ●月の出、もしくは月の入りのときのように、月が地平線（水平線）に近いときに、 赤っぽく見えやすくなります。 光の中には、虹の七色で表現されるように、 青い光から赤い光までいろいろな色が混ざっていて、 全体としては白っぽい光となっています。 (光の三原色は赤・青・緑で全て混合されると白になります) ●また、月からくる光も最初は白っぽい光です。その光は地球の大気の中を通過しなけ ればなりません。 青い光は赤い光に比べて、大気の中を進む途中で大気の分子に衝突し、 散乱されやすい性質があります。 このため、大気の中を長く通過すればするほど、青い光は私達の目に届きにくくなりま す。 一方、赤い光は大気の中を通過しても、散乱されにくいので、私達の目まで届くことが できるからだそうです。 これは夕日が大きく見えることとも関連しているので、先ほどの大きく見えるのはこの こととも関連している可能性は否定できません。 ●丸い地球をとりまく大気圏層はどこでもほぼ同じで同心円状ですが、地上から見る と、見る方向によって大気層の厚さが違います。 頭の真上の方向がいちばん薄く、水平方向に近くなればなるほど厚くなっていきます。 地平線（水平線）近くに月があるときは、月光が、厚い大気層の中を通過することにな ります。 すると、青い光は届きにくく、赤い光だけが目に届きます。 どんな形の月でも、星も、太陽も、地平線近くにあるときには赤っぽく見えるのは光の 散乱の差異と透過度によるものだそうです。 ┏━━━━━━━━━▼▽▼ＳＡＶＥ ＥＮＥＲＧＹ▼▽▼━━━━━━━━━┓ 大量の電気を長期に蓄えることは不可能といわれています。 大量・長期という言葉自体に定量性が見出せないのも現在の技術の壁があり残念です。 しかし、電気は使い方によっては省エネルギー効果もあり、経済的効果も期待できるこ とは明らかです。 昼夜の電気負荷とコストのバランスにより、家庭・業務電力料金の削減や省エネ効果を もたらしているシステム提供や製品があります。 一度、検討することも必要ではないでしょうか。見直しは改善への一ステップとなると 思います。参考サイトをご紹介します。 http://ecolifejp.fc2web.com/reform/yakandenryoku.html http://www.kepco.co.jp/ryoukin/h18-c1-1-1.html ---------------------------------------------------------------------- ◆ 環境雑学まぐ 発行元 ： （有） チオテック 編集長 ： 山之内真吾 Web ： http://www.hpmix.com/home/tsunesannew/ 発行システム：『まぐまぐ！』 http://www.mag2.com/ 配信登録・中止はこちら http://www.mag2.com/m/0000171052.html ■ 当メールマガジンの転送はご自由です。是非、ご友人やお知り合いの方に お薦めください。 ----------------------------------------------------------------------
