答えは頭の上にある
もしあなたが異世界に転生して、地図もない土地をひとりで旅していたら。今いる場所が、故郷からどれくらい北なのか、南なのか、どうやって知ればいいでしょう。じつは、晴れた夜なら答えは頭の真上にあります。北の空でほとんど動かない星、北極星。その高さを測るだけで、自分が地球上のどこにいるか、その半分が分かるのです。今日は北極星と緯度のお話です。
緯度と経度
地球上の位置は、二つの数で表せます。赤道からどれだけ北か南かを示す緯度と、東西の位置を示す経度です。このうち経度を正確に知るには、精密な時計がどうしても必要でした。ところが緯度のほうは、時計がなくても、星や太陽の高さを測るだけで分かります。だから昔の旅人は、まず緯度をたよりに旅をしたのです。
天の北極の高さ＝緯度
仕組みはおどろくほど単純です。北の空には、天の北極と呼ばれる一点があります。夜空ぜんたいが、その点を中心にゆっくり回る、いわば回転の軸です。この点の、地平線からの高さを角度で測ってください。その角度が、そのままあなたの緯度になります。北極星は、たまたまこの点のすぐそばにある明るい星なので、目印に使えるというわけです。
なぜ一致するのか
なぜ高さと緯度がぴったり一致するのか。北極点に立つと、地軸は真下を向き、天の北極はちょうど頭の真上、高さ九十度に見えます。赤道まで下りると、地軸は真横になり、天の北極は地平線ぎりぎりの高さ零度。その中間の北緯四十五度では、ちょうど四十五度の高さです。立っている場所が傾くぶんだけ、星の見える角度も同じだけ傾く。それだけのことなのです。
北極星の見つけ方
では北極星をどう見つけるか。手がかりは北斗七星です。ひしゃくの器の先にある二つの星を結んで、その間かくのおよそ五倍だけ先へ線をのばすと、そこそこ明るい星に当たります。それが北極星です。北斗七星が木や山に隠れているときは、空をはさんで反対がわにある、アルファベットのダブリューの形、カシオペヤ座からもたどれます。
北極星もずれていく
ただし北極星は、天の北極とぴったり重なっているわけではありません。今はおよそ〇・七度だけずれていて、一晩かけて小さな円をえがきます。おおざっぱな旅なら、この差は気にしなくて大丈夫です。さらに長い目で見ると、地軸がコマのように首をふる歳差という動きのせいで、北の目印になる星そのものが入れ替わります。数千年前は、りゅう座のツバンがその役目でした。
手と道具で角度を測る
高さを測る道具がなくても、まず自分の手が使えます。腕をいっぱいに伸ばすと、にぎりこぶしの幅がおよそ十度、指三本で五度、人さし指一本で二度ほどになります。アラビアの船乗りは、この指の幅をイスバと呼んで、星の高さをはかりました。きちんと測るなら、木の札と結び目つきのひもで作るカマルや、おもりを下げた四分儀という器具を使います。
二つの注意点
注意点が二つあります。まず南半球には、北極星ほど都合のいい明るい星がありません。南の空では、南十字星の形から天の南極のありかを割り出します。もう一つ、この方法で分かるのはあくまで緯度だけ。東西にどれだけ動いたかは、持ち運べる正確な時計が発明されるまで、だれにもきちんとは測れませんでした。
実践編・どんな立場で活きるか
ここからは実践編です。この知識がいちばん活きるのは、道なき道を行く立場。隊商をひきいる頭、外洋へ出る船長、そして未知の土地の地図を作る学者や領主です。自分が南北にどれだけ進んだかを毎晩きろくできれば、来た道を正確にたどり直せますし、作る地図に、ゆがまない骨組みを一本通すことができます。
実践編・始める条件と手順
始めるのに要るものは多くありません。北の空が見える晴れた夜、北極星を見つける知識、角度をはかる道具、そして基準がひとつ。まず自分の町で、動かない基準の緯度を一度きちんと測っておきます。あとは旅先で毎晩、北極星の高さをはかり、町の値と引き算するだけ。その差が、そのまま南北に動いた距離になります。
実践編・工夫と効き目
あるもので工夫できます。こぶしの幅は人によって違うので、一度、決まった角度に当てて校正しておく。カマルは木の札と麻ひもで十分に作れます。測るときは数回はかって平均を取る。精度の目安はこうです。手ばかりだと誤差はおよそ二度、距離にして二百キロあまり。自作のカマルで百キロ、下げ振りの四分儀なら五十キロを切れます。緯度一度は、およそ百十キロです。
実践編・次の一手
うまく測れるようになったら、次の一手です。まず緯度航法。目的地と同じ緯度までまっすぐ南北に進み、あとはその緯度を保って東西へ進めば、必ずたどり着けます。次に、太陽の南中高度と日付の対応表を用意すれば、北極星が沈んでしまう赤道の近くでも緯度が出せます。その先に待っているのが、経度、つまり正確な時計という大きな難問です。
まとめ
まとめます。夜空の回転軸である天の北極、その高さは、そのままあなたの緯度です。北極星はその目印にすぎません。こぶし一つぶんの角度を読めれば、地図のない世界でも、自分が南北のどこにいるかが分かります。剣も魔法もいりません。必要なのは、晴れた夜と、まっすぐ伸ばした腕が一本だけです。
参考・出典
- Polaris（Encyclopaedia Britannica）
- Latitude and longitude（Encyclopaedia Britannica）
- Precession of the equinoxes（Encyclopaedia Britannica）
- Navigating with the Kamal (Northern Hemisphere)（IAU Office of Astronomy for Education (astroEDU)）
