Let’s Do This! 「なぜ？」から考える
こんにちは、倉敷市北畝の歩実塾です。
夜空を見上げると、不思議なものがたくさんあります。
細かった月が丸くなったり、
星がキラキラ光ったり、
雨上がりに虹が出たり。
今回は、この3つの「なぜ?」を、クイズ形式で考えてみましょう。
答えを見る前に、まず自分で予想してみてください。
①月はどうして形が変わるの？
三日月から半月、満月へ。
月そのものの形が変わっているのでしょうか。
それとも別の理由があるのでしょうか。
A.月が毎日形を変えている
B.地球の影に出たり入ったりしている
C.太陽の光が当たっている部分の見え方が変わる
正解はCです。
月は太陽の光を反射しています。
つまり、自分で光っているわけではありません。
さらに、地球のまわりを回っているため、
私たちから見える明るい部分が変化します。
部屋を暗くして、友達にボールを持ってもらい、
別の場所からライトを当てながら、自分がボールの周りを歩いてみましょう。
丸く見えたり、半分だけ明るく見えたり、細く見えたり…
月の満ち欠けと同じことが起きます。
ここでもう一歩！
月の裏側にいる人からも、
同じ形の月が見えるのでしょうか?
答えは、「必ず同じとは限らない」です。
見る場所が変われば、
太陽に照らされた部分の見え方も変わります。
だからこそ、月の形を考えるときには、
太陽・月・自分の位置関係が重要なのです。
②星はどうして光るの？
夜空を見上げると、たくさんの星が見えます。
では、星はなぜ光っているのでしょうか。
A. 太陽の光を反射している
B. 星の中で、とても大きなエネルギーが生まれている
C. 星の表面が鏡のようになっている
正解は、Bです。
実は、私たちの太陽も星の一つです。
星の中心では、核融合という反応が起こっています。
水素という原子が別の原子であるヘリウムに変わるとき、
大きなエネルギーが生まれます。
そして、そのエネルギーが光や熱として宇宙に放出されるのです。
だから、星は自分自身で光っています。
ここで整理してみましょう。
太陽は自分で光っています。
一方で、月は太陽の光を反射して明るく見えています。
したがって、
「月も星なの？」
と聞かれたら、答えはNOです。
月は地球の周りを回っている衛星で、自分で光っているわけではありません。
さらに、星の光について考えてみよう
星は、とても遠くにあります。
そのため、星から出た光が地球まで届くには、長い時間がかかります。
例えば、地球から約4.2光年離れた星なら、
私たちが見ているのは約4.2年前にその星を出発した光です。
つまり、夜空に見えている星は、必ずしも「今この瞬間の姿」ではありません。
夜空を見ることは、宇宙の昔を見ることでもあるのです。
なんだか、宇宙が少し身近に感じませんか？
③虹はどうしてできるの？
雨上がりの空に虹が出ていると、思わず見上げてしまいますよね。
赤、オレンジ、黄色、緑、青、藍、紫……。
では、虹はどうしてできるのでしょうか。
A. 雨の水が虹色の絵の具になっている
B. 太陽の光が水滴によって分かれて見える
C. 雲が光を虹色に染めている
正解は、Bです。
太陽の光は、実はいろいろな色の光が混ざり合ってできています。
雨上がりの空には、小さな水滴がたくさん浮かんでいます。
そこに太陽の光が入ると、
光の進む向きが曲がる「屈折」という現象が起こります。
さらに、水滴の中で光が反射し、
もう一度外へ出るときに、
それぞれの色の光が少しずつ違った方向へ進みます。
その結果、私たちの目には虹色に分かれて見えるのです。
どうして虹を追いかけても追いつけないの？
ここで、もう一つ思考実験です。
虹を見つけたので、虹のところまで走っていったら？
虹に近づいて、触ることができるでしょうか。
実は、虹を追いかけても、虹そのものに追いつくことはできません。
なぜなら、虹は空に浮かんでいる「物体」ではないからです。
太陽・空気中の水滴・自分が立っている場所の関係によって見える、光の現象なのです。
そのため、自分が移動すると、見える虹の位置も変わります。
「なぜ?」から始まる理科
最後に、もう一つだけ考えてみましょう。
もし、太陽が突然なくなったら？
月はどうなるでしょう？
星はどうでしょう？
虹は？
そして、地球はどうなるでしょう？
すぐに答えを調べなくてもかまいません。
まずは、「自分ならどう予想する？」と考えてみてください。
そして、「なぜ、そう思ったの？」まで考えてみましょう。
科学は、難しい公式を覚えるところから始まるとは限りません。
「なぜ？」
「もしも？」
という小さな疑問から始まることがあります。
空を見上げたとき、
そこに一つでも「なぜ？」が見つかったら、それは科学の入口です。