（オープニングタイトル）

広い範囲が写るレンズで撮影した太陽の動き。太陽は毎日東の空をのぼり、南の空を通って、西の空に沈みます。太陽が動いているように見えるのはどうしてでしょうか。

太陽の動きを記録してみましょう。使うのは、「透明半球」。この半球の中心から太陽を観察します。カメラを半球の中心に置き、レンズを太陽に向け、画面の中心に太陽が写るようにします。シールを、カメラから見える太陽と重なる位置にはります。中心に置いたカメラのレンズには、シールの影ができます。その影を利用すると、カメラを使わなくても、太陽の位置を記録することができます。

カメラがあったところに、十字を書いた板を入れます。シールの影が十字と重なりました。十字とシールを結んだ先に、太陽があるからです。透明半球に太陽の位置を記録するには、このようにしてシールをはればいいのです。十字の線は、方位磁針を使って東西南北に合わせます。太陽の位置を記録していきましょう。まず、最初の観察。シールをはり、観察した時刻を記入します。これを、時間を置いて繰り返すと、太陽の動きを透明半球に記録できるのです。

透明半球に、朝から夕方まで１時間おきに記録した太陽の位置。これをもとに、太陽の位置がどうなっているのか記録した点を、線で結んでみます。透明半球の中心から見た太陽の一日の動きが線で示されました。このように見える太陽の動きを、太陽の「日周運動」といいます。線が東側で透明半球のふちと交わったところ、ここが日の出の位置を表しています。一方、西側で交わったところは日の入りの位置です。太陽の高度を測ると、真南でいちばん高くなっていることがわかります。このとき、太陽が「南中」した、といいます。

私たちは、地球の上から太陽を見ています。地球全体を取り囲むような大きい半球を考えてみましょう。これは、地上から見た空にあたり、太陽の動きは透明半球上の点と同じようになります。地球を囲うように半球を二つ合わせると、上半分は昼間の部分を表します。球に沿って下にのばした線は、太陽の夜の動きと考えることができます。これで、太陽が次の日、また東からのぼることを説明できます。こうして見ると、太陽が地球のまわりを一周しているように見えます。

本当に太陽は地球のまわりを一周しているのでしょうか。地球と太陽の位置を模した装置で実験してみます。地球から太陽を観察する人の代わりに、カメラを使います。まず、太陽に見立てた球を、地球を中心に時計回りに動かします。このときのカメラの映像を見ると、太陽は左から右へ、つまり、東から西へと移動していきます。

今度は太陽を固定し、地球と一緒にカメラを反時計回りに回します。カメラの映像を見ると、やはり太陽は、左から右へ移動していきます。太陽を動かしても、地球を回しても、地球から見た太陽の動きは同じになりました。実は地球は、北極と南極を結ぶ線を軸として、北極側から見ると反時計回りに自転しています。動いているのは太陽ではなく、私たちのいる地球なのです。

夜空にたくさんある星はどう動いて見えるのでしょう。冬の夜に見えるオリオン座の一晩の動きを観察してみましょう。まずは東の空。星の動きを線にしてみると、南のほうへ向かってのぼっていきます。次に南の空。東から西へ動いていきます。そして西の空。星は沈んでいきます。では、北の空はどうでしょう。星は、反時計回りに円を描くように動いています。円の中心に、ほとんど動いていない星があります。これが北極星です。

北の空の星の動きを、透明半球の内側にはりつけます。さらに、ほかの方角の星の動きもはりつけてみましょう。方角によって星の動きはばらばらに見えますが、北極星を中心軸として見ると、どの空の星も北極星を中心として同じ方向に動いているように見えます。このように見える動きを、天体の「日周運動」といいます。

星座を円周上に並べ、その中に、太陽に見立てたライト、そして地球上の観察者に見立てたカメラを置きます。太陽が見える昼、太陽が見えない夜、それぞれ星はどのように見えるのでしょう。カメラが太陽の方向を向いているとき、つまり昼は、太陽の光で空が明るくなり、星は見えません。一方、カメラが太陽に背を向けたとき、つまり夜は、太陽の影響がなくなり、星が見えるようになります。

では、地球が自転すると、太陽と星の動きはどう見えるのでしょう。太陽は、左から右へ。そして星も、左から右へと動いて見えます。太陽が動いて見えるのも、星が動いて見えるのも、地球の自転によるものなのです。