太陽からの光の到達時間について

質問

太陽から地球までの光の到達時間について、質問があります。

＜質問１＞
太陽から地球までの光の到達時間は８分１９秒？ということらしいのですが、
これは、
（１）実際に測定されたものなのでしょうか？
（２）「太陽から地球までの距離」と「光の速度」から算出されたもの（実際に測定されたものではなく、８分１９秒？になるだろう、８分１９秒？になるに違いない、と推定されるもの）なのでしょうか？

＜質問２＞
質問１で（１）の場合、
測定方法は、どのような方法なのでしょうか？

＜質問３＞
また、質問１で（１）の場合、
地球が太陽の回りを公転しているなかの色んな位置（地球の色んな季節のときの位置）で測定されて、色んな位置の全てで８分１９秒？だったということでしょうか？

知っている方が居られたら、教えていただけると、ありがたいです。

よろしくお願いします。

。

回答No.3

noname#212313

> ＜質問１＞
> 太陽から地球までの光の到達時間は８分１９秒？ということらしいのですが、これは、> （１）実際に測定されたものなのでしょうか？
> （２）「太陽から地球までの距離」と「光の速度」から算出されたもの（実際に測定されたものではなく、８分１９秒？になるだろう、８分１９秒？になるに違いない、と推定されるもの）なのでしょうか？

　これは(2)です。ですので、(1)が前提の質問２～３は不要となります。

　太陽までの距離の測定ですが、古い順に以下のようなものがありました。

　最初は古代ギリシアのアリスタルコスの測定です。月が半月のときは、地球から見て月には太陽光が垂直に来ています。地球と月と太陽を三点とする直角三角形になるわけで、アリスタルコスは地球から見た太陽が87°と測定して、月と地球との距離の20倍くらいの距離にあると結論しています。

　月までの距離は、すぐ後のヒッパルコスが日食を利用した三角測量でかなり正確に求めています。しかし実際には、半月のときには87°ではなく89.95°といった測定誤差があり、太陽と地球の距離は、月と地球との距離の390倍という本当の値からはかなり異なるものでした。

　次に太陽との距離が求められたのは、17～18世紀のことです。ニュートン力学に基づいたものになっています。ハレー彗星で有名なエドモント・ハレーが提案した方法で、太陽面を金星が通過する時間を測定するものです。ハレーの方法に三角測量を応用した、金星が太陽面に入る時刻を地球各地で観測する方法をジョウゼフ-ニコラ・ドリールが考案しています。

　それらの方法で太陽までの距離が測定・算出されていったのですが、18世紀ではなかなか精度が上がらず、19世紀になってようやくかなり正確に分かるようになってきました。

　20世紀に入ってレーダー技術が発達すると、レーダーを天体までの距離測定に用いるようになりました。この方法だと、レーダーはマイクロ波という電磁波を使うので、光（光も電磁波）が往復に要する時間を測定することになります。

　しかし、太陽には使えませんでした。遠いだけでなく、広い波長に渡る強烈な電磁波放射源だからです。そこで、レーダーを使って金星までの距離を測り、その距離から太陽までの距離が算出されています。

　これらの方法では、太陽の質量も距離の算出に必要です。しかし、質量は距離が正確に分かる必要があり、鶏が先か卵が先かといった状況になります。距離と質量の測定がどちらも互いに助け合うようにして、だんだんと測定精度が上がって行ったようです。

　その他には、光行差という現象も利用されています。太陽であれば、太陽の本当の位置（これは太陽以外を含む長年の天体観測から推測する）から、見た目の太陽の位置がずれる現象です。喩えですが、無風状態の雨の中を進むと雨粒は斜め前から来るように観測されます。雨粒が実際には垂直に降っているとすれば、観測された雨粒の角度から、自分の速度を知ることができます。

　つまり、太陽光の光行差が分かれば、地球の公転速度が分かるわけです。この方法では公転軌道が分かるので、極めて精密に観測できれば、太陽の質量が分からなくてもよく、むしろ太陽の質量も測定できることになります。しかし、地球の公転速度は光速度の1万分の1（0.01％）でしかないこと、公転軌道がわずかに楕円であることなどにより、太陽の精密な測定にはあまり寄与できなかったようです。

　いずれにしても、たとえ光速度を計算には用いる方法であっても、太陽からの光の到達時間、ないしは往復時間を実測したものはなく、全て間接的な方法です。ですので現時点では、(1)ではなく(2)になります。

お礼

ありがとうございます。

＞これは(2)です。
＞・・・太陽からの光の到達時間、ないしは往復時間を実測したものはなく、全て間接的な方法です。ですので現時点では、(1)ではなく(2)になります。
　　　↑
ありがとうございます。

ありがとうございます。

回答No.2

雪中庵（@psytex）

月ぐらいの距離なら、地球上の２点間からの視差
（見える角度の違い）を元に算出できます。
太陽の距離は、地球がその周りを公転しているので、
一周にかかる時間で公転半径（＝太陽の距離）は
分かります（公転する物体は、その質量によらず
公転半径によって一周する時間が決まる）。

お礼

ありがとうございます。

＞月ぐらいの距離なら・・・算出できます。
＞太陽の距離は・・・分かります

＜質問１＞
太陽から地球までの光の到達時間は８分１９秒？ということらしいのですが、
これは、
（１）実際に測定されたものなのでしょうか？
（２）「太陽から地球までの距離」と「光の速度」から算出されたもの（実際に測定されたものではなく、８分１９秒？になるだろう、８分１９秒？になるに違いない、と推定されるもの）なのでしょうか？

ありがとうございます。

回答No.1

TAKA2015MAR

〈質問1〉の（2）です。

地球から太陽までの平均距離は約1億4960万km（約8光分19光秒）である。この平均距離は地球太陽間距離の時間平均と考えても、地球の軌道長半径と考えてもどちらでも差し支えない。なお、この平均距離のより正確な値は149 597 870 700 m（誤差は3m）で、これを1天文単位 (au) と定義する[15][5][16]。なお、2012年8月の国際天文学連合(IAU)の決議で 1 auの値は誤差±3mを除いて正確に149 597 870 700 mであると再定義された[17]。この距離を光が届くのに要する時間は8.3分であるので、8.3光分とも表せる。

◼︎太陽 wikipedia
http://ja.m.wikipedia.org/wiki/太陽

お礼

回答、ありがとうございます。

＞〈質問1〉の（2）です。
　　　↑
ありがとうございます。すっきりしました。感謝です。

ありがとうございます。