１月21日放送のチコちゃんに叱られる！で
1mはなんの長さ？
という質問がありました。
チコちゃんに叱られる！1mはなんの長さ？
1mはなんの長さ？
答えは、1/2億9,979万2,458秒の間に光が真空中を伝わる長さ
詳しく教えてくださるのは
産業技術総合研究所 長さ標準研究グループ長
平井 亜紀子 先生（ひらい あきこ）
- ここまでややこしく細かく決まっているのは「正確さ・継続性」を重視しているからだそうです
- 光は秒速約30万kmで1秒間に地球を7周半する光速のスピードだそうです
- その光が進む距離を約3億で割ると1mになるそうです
- そもそも長さの単位は18世紀までインチ・ヤード・フィート・尺など国によって使う単位がバラバラだそうです
- そのため 国同士の貿易時に取引単位がバラバラなのでとてもややこしいことになったそうです
- そこで大航海時代を経た18世紀に世界で統一された極めて正確な基準を作ろうというプロジェクトが始まったそうです
- その中心人物となったのはフランス人の シャルル・モーリス・ド・タレーラン・ペリゴールという人だそうです
- ペリゴールの号令のもとでフランスの科学者たちは「北極点からパリを通って赤道までの子午線の長さ」を基にして新しい長さの単位を策定することになったそうです
- プロジェクトはフランスの北部ダンケルクから南下するチームと南のスペイン・バルセロナから北上するチームの2チームを結成する事からスタートしたそうです
- ダンケルクとバルセロナの緯度の差は約10度で北極点から赤道までの緯度の差はちょうど90度になるのでダンケルクからバルセロナまでの距離を測ってそれを9倍すれば北極点から赤道までの距離が求められるハズということだそうです
- 今でも路上でたまに見かける三角測量の技術を使い結成された2チームがひたすら距離を測っていったそうです
- ちなみにこれが行われたのはフランス革命中という事もあって南下チームは反政府軍に間違われたり北上チームは国境で足止めを喰らったりとトラブル続出したそうです
- そんなこんなで測量に費やした歳月は約7年もかかったそうです
- 1798年にダンケルク-バルセロナ間の距離が明らかになったそうです
- 北極点から赤道までの距離(＝地球の円周4分の1の距離)が当時のフランスの単位で513万740トワーズになったそうです
- これを1000万分の1にした長さを正式に1mに定めたそうです
- 18世紀において生活上使いやすい長さとして「男性が両手を広げた半分の長さ」が用いられたそうです
- これがちょうど良かったそうで それに合わせる為に1000万分の1という割り方を採用したそうです
- この1mが決まったことで面積・体積・その体積に収まる水の量・水の量を1000分の1にしたものが重さ1kgといろいろな基準が決まっていったそうです
- 1mを定めたフランスは1799年にプラチナと製のメートル原器を作り、これを長さの基準に決めたそうです
- その後 材料を白金イリジウム合金に変更するなどして30本のメートル原器を作成したそうです
- 1889年にそのうちの1本を「国際メートル原器」と制定したそうです
- 作った30本は3本はパリで預かり、残りの27本は世界各国に配布して長さの基準にしたそうです
- 日本にも平井先生が働いている産業技術総合研究所にも その１本があるそうです
- 日本近代化における学術的価値が認められて2012年に重要文化財に指定されたそうです
- ところがせっかく決まったメートルですが 一つ大きな問題点があったそうです
- 単位の基準は「絶対に変わってはいけないもの」ですが、物として存在する以上は衝撃によって欠けてしまったり、年月を経ると伸び縮みしたりするそうです
- そこでこれに対応すべく19世紀末に「物ではなく絶対に変わらない基準」に変更することにしたそうです
- そこで注目されたのが電磁波だそうです
- 物質を構成する原子から出る電磁波の波長はそれぞれ固有であることが分かり ある物質の原子から出ている電磁波を選んでその一つの波長の何倍がメートル原器の長さに相当するのか？を測って新基準とすることにしたそうです
- 選ばれたのはクリプトン86という原子から出る波がキレイで計測しやすい電磁波だそうです
- こうして1960年にはクリプトン86の波長を165万763.73倍した長さを1mに決定したそうです
- しかし この波長を基準にするのにも問題点があったそうです
- 例えば物の長さを測る際には目盛りのどの位置から測り出すのか？という基準は曖昧で正確ではなかったことだそうです
- これが波長の長さにも同様で、その線の細さは約1000億分の1mm程度だそうです
- ほんの少しのズレも許されないのでやはりこれも絶対的な数値とは言えず20世紀に入って最終的にたどり着いたのが光だそうです
- アインシュタインが提唱した相対性理論の「光は誰から見ても一定の速度で進む」という性質を使うのが間違いないということになったそうです
- そこで導き出されたのが2億9979万2458分の1秒だそうです
- これは1983年の制定されたそうです
チコちゃんに叱られる！1mはなんの長さ？ まとめ
今回は チコちゃんに叱られる！1mはなんの長さ？
について情報発信させていただきました。