「月まで地球30個分の距離」くらいアホっぽく簡単にすれば、僕にだってわかったぞ。

夜、月を見上げても、そこまでの距離は正直よくわかりません。近いのか遠いのか、感覚が答えを出してくれません。

私事ですが、最近、宇宙を勉強し直しています。そこで思ったのは、月に限らず、定性的（太陽のほうが月より遠い、といった程度）には分かるのに、数字の感覚がまるでない、ということでした。

そこで、ひとつルールを決めました。数えるときの個数が100を超えたら、それはもう数えられない合図だと思って、物差しのほうを取り替える。こうすると、なんと、分かった雰囲気にだけはなれるのです。

たとえば、地球と月のあいだには38万キロメートルの隔たりがあります。これが頭に入りません。そこで、地球いくつぶんか、と言い換えてみます。すると、なんとか頭に入る数になります。

こうした言い換えだけは、なんとか頭に入ります。宇宙の距離は、そのままでは大きすぎて誰も掴めません。だからこの記事では、数えられる数に置き換えたり、物差しを取り替えたりして、騙し騙し掴んでいきます。ちゃんと理解する、ではなく、なんとか付き合う。そういう話です。

我ながら頭の悪い解決法だとは思いました。ただ、はて、本当にそうか、とも思うのです。ここには物理の本質が詰まっている気もします。その話は、最後にします。

月までの距離は、本当は掴めない

さきほど、地球が約30個と書きました。ここからは、その数え方を、いちばん身近なところから順にたどってみます。

満月の夜、月はずいぶん大きく見えます。それでも、腕を伸ばして親指を立てれば、あっさり隠せてしまう程度の大きさです。あんなに小さく見えるのに、そこまで何kmあるかと聞かれると、たぶん見当もつきません。見た目は、距離を何も教えてくれないからです。

大きなkmの数字を出しても、やっぱり掴めないと思います。桁が大きすぎて、頭の中で像を結ばないからです。そこで、身近な長さを物差しにします。

東京から大阪まで、直線でおよそ400km。新幹線のぞみは時速285kmという速さで走りますが、それでも着くまで約2時間半かかります。そしてこれから使う物差しの中では、これがいちばん小さい単位になります。まず、これを1本の物差しにします。

日本列島は、北海道から沖縄まで、東京-大阪を約8本分。
8本ぶん、と言われれば、大きさがなんとなく浮かびます。
※少し下に一瞬でわかる画像をおきましたので、スクロールを上下しつつ見ていただくと分かりやすいです。

では、この日本列島を物差しにして、月までを測ってみます。ところが、並べても並べても足りません。100本を超えても、まだ着きません。日本列島では、月までは数えきれないのです。

ここでルールの出番です。数えきれなくなったら、物差しを取り替えます。もっと大きなものを、新しい1本にする。ここでは、地球そのものを物差しにします。

その地球からして、もう相当な大きさです。
地球の直径は、さっきの日本列島を約4個ならべた長さ。
日本列島4本で、地球のまんなかをぐさりと貫く。それが地球です。

その地球を物差しにして、もう一度、月までを測ります。すると、はっきり数えられる答えが出ます。地球と月のあいだに、地球が約30個ならびます。

30個なら、なんとかなります。青い丸を30個くらいなら、頭に並べられます。日本列島では数えきれなかった距離が、物差しを取り替えただけで、指で追える数に戻ってきました。もちろん、これで距離を理解したわけではありません。数えられる数にすり替えて、掴んだ気になっているだけです。でも、その掴んだ「気になる」で十分先に進めます。

さっき親指で隠した、あの小さな月。そのあいだに、地球が30個ならびます。見た目と、本当の遠さは、これだけ食い違います。月は、掴めない場所にあります。それを、数えられる数で、なんとか手なずけています。ここまでが一段目です。

太陽は、大きさからして掴めない

次は太陽です。
ところが太陽は、距離の前に、まず大きさからつまずきます。

太陽の大きさを、また地球で数えてみます。太陽の幅は、地球が約100個（正確には約109個。この数字は知る人ぞ知る、かも。）ならぶほどあります。100個。ルールのぎりぎりです。青い丸を100個、横一列に並べて、その全部でようやく太陽ひとつぶんの幅になります。

つまり太陽は、地球を約100個くっつけたような、とんでもない火の玉です。夕方に眺めるあのオレンジの丸が、です。ここでもう、頭の中の絵がぐらつきはじめます。

そのうえで、距離の話に入ります。地球から太陽まで、地球を並べて数えようとすると、今度こそ手に負えません。100個どころか、数え始めてすぐに気力が尽きます。地球という物差しでは、太陽までは測れないのです。

こういうとき、天文学者は物差しそのものを取り替えました。

いま出てきた「地球約100個ぶんの太陽」を思い出してください。地球から太陽までの距離は、その巨大な太陽を、さらに約100個ならべた長さです。地球100個で太陽ひとつ、その太陽をまた100個ならべて、ようやく太陽まで届きます。

この「地球から太陽までの距離」を、そっくりそのまま新しい1個ぶんと決めます。これを1天文単位と呼びます。大きすぎて数えられない距離を、1個に丸めて扱えるようにしたわけです。

物差しを取り替えると、また30個に戻る

大きな物差しを手に入れたので、太陽系ぜんぶを測り直します。

地球から太陽までを1個とすると、こんどは太陽を起点にして、
太陽系でいちばん外を回る惑星、海王星まで、その約30個ぶんです。
ここで、測る起点も地球から太陽に移っています。

また30個に戻ってきました。掴めない世界に落ちたと思ったら、物差しを取り替えるだけで、また指で追える顔つきになります。

不思議なもので、同じ「30個」でも、中身の重さはまるで違います。一段目の30個は、地球30個ぶん。三段目の30個は、その地球を約100個ならべた太陽を、さらに約100個ならべて、それを1個と数えた、その30個ぶんです。数字は同じ30なのに、あいだにどれだけの「約100個」が畳み込まれているか。ここが、騙し騙しの正体です。
数を小さく見せているだけで、掴めなさ自体は、まったく減っていません。

その物差しでも、隣の星には届かない

海王星まで来ました。では、そのすぐ外の、いちばん近い星まではどうでしょう。このいちばん近い星は、プロキシマ・ケンタウリという赤色矮星です。太陽よりずっと小さくて暗く、いちばん近いのに肉眼では見えません。

またしても、数えられません。さっき取り替えたばかりの大きな物差し、地球から太陽までを1個にしたあれでも、並べても並べても届かないのです。今度は、何回ならべたかを数えること自体を、100を待たずに諦めます。

そこで、もう一段だけ取り替えます。
今度は長さではなく、時間を使います。
光が1年かけて進む距離を、新しい1個ぶんにする。1光年です。
長さで追いつかなくなったから、光の足の速さに逃げました。
やっていることは、やっぱり騙し騙しです。

この物差しで、ようやくいちばん近い星まで測れます。太陽にいちばん近い星まで、約4個ぶん。また、指で数えられる数に戻ってきました。

最後に、まとめとして数字も記載したものをご覧ください。
納得(した気になった)感が半端なかったというのが私の感想です。

さて光という物差しには、これまでと違う仕掛けがあります。
光はとても速いのに、太陽の光でさえ、地球に届くまで約8分かかっています。いま見えている太陽は、8分前の太陽です。

では、光で約4個ぶんも離れたあの星の光は、いつ出発したものなのか。

頭の悪い解決法は、物理そのものかもしれない

最初に、我ながら頭の悪い解決法だと書きました。数えられなくなったら、物差しを取り替えるだけ。ごまかしと言えば、ごまかしです。

でも、やってきたことを並べてみます。東京から大阪、日本列島、地球、そして光が1年で進む距離まで。対象が大きくなるたびに、それに合う物差しへ乗り換えてきただけでした。

これは、物理がずっとやってきたことでもあります。測れないスケールに出会うたび、人は新しい単位や基準を作ってきました。天文単位も光年も、そうやって生まれた物差しです。手が届かないものを、その都度、数えられる数に戻すための道具です。

そして物理は、単位だけでなく「どこから、どんな基準で見るか」も、対象に合わせて取り替えます。地球から測っていた距離を、途中から太陽を起点に測り直したのも、その小さな一例です。

だから「物差しを取り替える」のは、ごまかしであると同時に、物理そのものなのだと思いますし、もう一歩踏み込むと現象のスケールによって、用いる方程式を変更するのも物理の正しいアプローチです。
これも大変面白いトピックなのですが、流石に脱線が過ぎるので別記事か別マガジンにさせていただきます。

次は、その物差しを時間に取り替えて、いま見ている星が「過去の姿」だという話を書きます。この連載「宇宙と自分と」で続けていきます。マガジンをフォローしておいてもらえると、続きが届きます。よかったら、あなたはどの物差しで「もう数えられない」と思ったか、SNSでもnoteでもコメントで教えてください。

宇宙をそのまま掴める日は、来ないのかもしれません。それでも私たちは、物差しを取り替えながら、少しずつ付き合っていくのだと思います。