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月の自転と公転周期は同じ!月の裏側が地球から見えない理由【図説】

投稿日:2018年11月18日 更新日:

月の裏側が地球から見えない理由は
月の自転と公転周期が同じだから。

この表現、よく見かけますよね。
 

でもこれ、サラッと言ってますが、
ちょっと難しくありませんか?
 

専門的な説明を見ても・・・
私は、混乱してよく解りませんでした^^;
 

そこで、もう少しわかりやすいように、
噛み砕いて説明してみたいと思います。
 

図を付けて解説していますので、
ご覧ください!

 
 

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月の自転と公転周期が同じって、どういうこと?

月は地球の唯一の衛星で、
地球の周りを周っています。
 

惑星や衛星が、中心となる主星
(恒星や惑星)の周りを周ることを

公転 といいます。

 

そして、天体自体が
自分で回転することを

自転 といいます。

 

これは、小・中学校の授業で
習ったと思います。

 
 

地球は太陽の周りを1年(365日~366日)
かけて一周しますよね。

その間に366回自転します。
(閏年の時は367回)

 

1年365日(閏年は366日)なのに、
 どうして一回多いのか、については
 後述いたします。

 

ということは、

地球の自転周期は約24時間(1日)

地球の公転周期は365~366日間

となります。

 

一方、月は、というと、
地球の周りを約27日かけて一周する間に
1回だけ自転します。

 

なので、

月の自転周期は約27日

月の公転周期も約27日

となり、
 

月の公転周期 = 月の自転周期

になります。

 

地球が1日で一回自転するのに対して、
月は約27日かけて一回、
ゆっくりと自転しているんですね。

 

で・・・

なぜ、月の自転周期と
公転周期が同じになるのか、

それがどうして
月の裏側が見えない理由なのか。
 

次の章で、図を使って
詳しく説明していきますね!

 
 
 

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月の裏側が地球から見えない理由とは?

月の自転周期と公転周期が同じだったら
どうして月の裏側が見えないのか?
 

まずは、以下の図をご覧ください。
 
 クリックで拡大します
 

これは、月の自転と公転の様子を
図に表したものです。
 

月の重心は中心よりも少しズレており、
地球の引力の影響で、

重心が引っ張られるように
地球側に向いてしまいます。
 

その力が月の自転を
ストップさせる方向に働いて、

長い時間をかけて
自転と公転の周期が一致し、
その状態で安定するようになります。

 

重心が地球側に向いた状態で
地球の周りを周る、ということは、

重心のある側 = 同じ面が
常に地球の方に向いている、

ということになりますね!
(重心は月の中で移動しないので)

 

そこで、混乱ポイントが一つ。
 

常に同じ面が見えているなら、
月は自転していないんじゃないの!?

 

私も最初、そう思いました^^;
 

でも!

ちゃんと1回周ってるんですよ!

 

下の図をご覧ください。
 
 クリックで拡大します
 

月が全く自転していないなら、
上の図のような動きになりますよね?
 

この動きなら
月の裏側が見えてしまっています^^;

 

下の図の1と2の月の図を
比べてみてください。
 
 クリックで拡大します
 

ちょっと見にくくてすみませんが、
1に比べると、2の月は
90度回転してますよね?
 

3はさらに90度、
1と比べると180度回転しています。
 

このように、また1の位置にくるときには
360度、つまり1回転している、
ということになるんです。
 

よって、同じ面だけを見せ続けながら
1周しようと思えば、1回転しないと無理!
ともいえるわけです。

 
 

そこで!

前の章で、地球の自転回数が1回多い、
と述べたのを思い出してください。
 

太陽と地球は、地球と月と同じ関係ですよね!

だから、地球が太陽を1周する時の
1回転分をプラスしないといけないわけです。
 

これをもう少し具体的に説明すると、

地球の1日・24時間というのは、
太陽の南中(真南に来ること)から
次の南中までの期間を言います。
 

そして、地球の自転周期は
約23時間56分です。

4分ほどズレがありますね。
 

ということは、次の太陽の南中までに
地球は完全に1回転(約23時間56分)+4分間ぶん、
多く回らなければなりませんよね?
 

つまり、
1回自転する間に地球自身が公転で進んだ分、
太陽は少し後ろの位置にズレています。

それを合わせるために、地球は4分間分
余計に回らないといけないんです。
 

そしてこれを、365日間、
繰り返しているわけなので、
 

365日 × 4分 = 1460分

時間に直すと24.333・・・時間、
約1日ですね!
 

よって、365回の自転に

1日分の自転回数(1回)を
プラスしなければならない、

という計算になるんです。

 

月が地球に同じ面を向け続けるには
地球の周りを1周する間に1回自転しないと無理、

というのを地球に置き換えると、

正午に必ず太陽が真南にある(同じ面を向ける)ためには、
太陽の周りを1周する間に1回転しないと無理、

といえますね!
 

これが1回転プラスする理由となります。

 
 

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