『オンワード』の奇妙な形の月は何なのでしょう？

ピクサー映画『2分の1の魔法』は面白かった。子供たちが冒険に出て自信をつけていくという、よくあるストーリーだけど、舞台はエルフやドラゴン、スマートフォンなど、魔法みたいなものが存在する世界だった。

また、それが「現実」ではないことも承知しています。つまり、物理学のルールを好きなように作り出せるということです。しかし、だからといって、現実の物理学について考えるのをやめるつもりはありません。

映画の中でよく見かけるものの一つに、空に浮かぶ二つの月があります。見た目はかっこいいのですが、同時にどこか不安な気持ちにもなります（少なくとも私にとっては）。映画をまだご覧になっていない方のために、二つの月のスケッチを載せておきます。

これらは実際の満ち欠けを示す実際の月だと想定していますが、すべて間違っています。

月の満ち欠けの原因は何ですか?

たまたま、私たちの空には本物の月があります。たまには外に出て眺めてみてください。そうすれば、1ヶ月の間に月の様子が変化することに気づくでしょう。大きな光る円盤のように見える時もあれば、細い線のように見える時もあります。でも、なぜでしょうか？

答えを知っていると思っているのに、実際には知らない人がいかに多いか、驚くかもしれません。月の満ち欠けの原因を尋ねてみると、次のようなよくある（間違った）答えが返ってくるでしょう。

• 月面上の地球の影
• 地球の自転
• 雲（ここの論理は私には理解できません）

本当の答えはこうです。月の満ち欠けは確かに影によって生じますが、それは本質的には月自身の影です。太陽の光が月に当たると、月の表面の半分だけが照らされ、片側は明るく、もう片側は暗くなります。暗い側が暗いのは、月が太陽光を遮っているからと言えるでしょう。まるで月の影のようなものです。

図があると分かりやすいでしょう。地球と月、そして太陽の光の様子を図解したものがこちらです（縮尺どおりではありません）。

もしあなたが地球上の赤い点だとしたら、月の見え方は破線で表すことができます。この角度から見ると、月の暗い面がほとんど見え、ほんの少しだけ光っている部分、つまり三日月が見えるでしょう。実際の様子はこんな感じです。

つまり、月が地球の周りを回るにつれて、見る角度も変化します。このようにして、月の満ち欠けはすべて生じます。このアニメーション（Pythonで作成。コードはこちら）では、単一の光源が様々な角度から光を当てている、平らな球体の様子が描かれています。

これが月のほぼ全ての満ち欠けです。つまり、地球の影とは全く関係ありません。もちろん、地球の影が月に落ちることもあります。しかし、太陽・地球・月の軌道が完全に同一平面上にないため、頻繁に起こるわけではありません。もし全てが一直線に並ぶと、地球の影は月食と呼ばれます。これは月の満ち欠けではなく、別の現象です。

さて、図に戻って、月が地球を周回するにつれて、赤い点からの眺めがどのように変化するか想像してみてください。月が地球の太陽側にあるときは、ほんのわずかな光しか見えず、「新月」のように全く光が見えないこともあります。月が地球の裏側にあるときは、地球を振り返って、より明るい側を見ることができます。

では、テストです。空に完全に丸い満月が見えたとき、月は地球に対してどこにあるでしょうか？ そうです、太陽に対して地球の真後ろです。

オンワードムーンの何が問題なのですか?

さて、 『オンワード』の月に戻りましょう。実物の月（左）との比較です。

明らかな違いがあります。オンワードの月は、円の上に小さな暗い円が乗っているように見えます。まるで地球の影が投影されているかのようです。半分が暗く、半分が明るい球体では、このような形を作ることはできません。不可能です。もしかしたら、このオンワードの月は実際には球体ではないのかもしれません。もしかしたら、地表から突き出た巨大な山脈があり、太陽光を捉えているのかもしれません。もちろん、どちらの月にも同じような奇妙な湾曲した山脈があるはずです。

面白いことに、この誤った三日月の描写は実に一般的です。トルコの国章、サウスカロライナ州の州旗、その他多くの場所で見ることができます。なぜなのかは分かりませんが、三日月がなぜ描かれているのかを理解すると、全く意味をなさないことがお分かりいただけると思います。

では、なぜ『オンワード』の衛星はこんな風になっているのでしょうか？アニメーターたちは、ただ見た目がかっこいいと思っただけでしょう。古代を彷彿とさせます。古代では、このようなシンボルがもっと一般的だったかもしれません。もしかしたら、ここが地球ではないことを強調しているのかもしれません（もっとも、物理法則はどの惑星でも同じはずですが）。でも、それはそれで構いません。だって、これはただのショーですから。

親愛なる皆様、今月でWired Scienceの定期寄稿者としては最後の月となります。しかし、物理学の楽しみは止まりません！今後はTwitter、Medium、YouTubeでも私の投稿をご覧いただけます。各プラットフォームでお会いしましょう！ —Rhett Allain

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