太陽・金星・地球が一直線上に並ぶタイミングは、惑星の公転周期の違いによって決まります。一見すると難しそうな天文学の問題ですが、考え方は「1年間にどれだけ差が広がるか」を計算するだけです。
この記事では、小学生でも理解できるように、金星と地球が再び同じ並びになるまでの時間を、公転周期を使って順番に解説します。
惑星が一直線に並ぶ条件を考える
太陽・金星・地球が一直線に並んでいる状態を考えます。このとき、金星と地球は同じ方向を向いています。
しかし、金星と地球は太陽の周りを回る速さが違います。地球は365日で1周しますが、金星は225日で1周します。
そのため、時間が経つと金星の方が先に進み、地球との位置関係がずれていきます。そして、再び同じ一直線上に並ぶには、金星が地球に対して1周分追いつく必要があります。
1年間に金星と地球がどれだけずれるかを求める
まず、それぞれが1日に進む割合を考えます。
地球は365日で1周するので、1日に進む量は「1÷365周」です。
金星は225日で1周するので、1日に進む量は「1÷225周」です。
金星の方が速く動くため、1日に地球との差を縮める量は次のようになります。
1÷225－1÷365
これを計算すると、金星は1日に約0.0017周分、地球に近づくことになります。
追いつくまでの日数を計算する
金星が地球に対して1周分追いつけば、再び同じ位置関係になります。
つまり、「1周分の差」を「1日に縮まる差」で割れば、必要な日数が求められます。
計算式は次のようになります。
1÷（1÷225－1÷365）
まず分母を計算すると、
1÷225－1÷365＝約0.001704
したがって、
1÷0.001704＝約586.6日
となります。
日数を年に直す
求めた日数は約586.6日なので、これを1年＝365日で割ります。
586.6÷365＝約1.607年
小数第3位を四捨五入すると、
1.61年
となります。
小学生向けに簡単に考える方法
この問題のポイントは、「金星と地球が同じ場所に戻るには、速い金星が地球を1周分追い越す時間を考える」ということです。
例えば、同じ方向に走る2人を想像すると分かりやすくなります。Aさんはゆっくり走り、Bさんは速く走っています。BさんがAさんをもう一度追い越すには、2人の速さの差で1周分の距離を縮めればよいのです。
惑星の場合も同じで、「速さの差」を使って計算します。
まとめ｜公転周期の差から金星と地球の再会周期を求められる
太陽・金星・地球が再び一直線に並ぶ時間は、金星と地球の公転速度の差を利用して求めることができます。
計算の流れは、①それぞれが1日に進む割合を求める、②1日のずれの差を求める、③1周分追いつく時間を計算する、という3段階です。
今回の場合は約586.6日となり、365日で割ることで約1.61年後に再び一直線上に並ぶことが分かります。惑星の動きも、実は速さの差を考える身近な算数の考え方で解くことができます。
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