ゾウの足はなぜ太い？

ゾウとアリの体の形を見くらべてみましょう（図１）。ゾウは、体のわりに足が太いですが、アリは体のわりに足が細いですね。^＊1）

小さく描いたゾウ
大きく描いたアリ
図１：同じ大きさで描いた、ゾウとアリ。
ゾウの足は太くて、アリの足は細い。

これにはわけがあるのです。

ここにブロックでできた動物がいます（図２）。形はそのままで体の長さが２倍になると、大きさ（体積）は８倍になるので、体重も８倍重くなります。ところが、足の太さは４倍にしかなっていません。重さ８倍の体重を、太さ４倍の足で支えています。

図２：ブロックでできた動物と、その２倍の体長の動物。
体の大きさと足の太さの関係は？

これは大変ですね。・・・体をきちんと支えるには、４倍よりずっと太い足でなければいけません。つまり、体が大きくなるほど、より太い足が必要になるのです。だから、体の大きい動物ほど、体のわりに足が太いのです。

では、ゾウが地球くらいの大きさだったらどうなるのでしょうか？

図３：丸い地球と、地球なみの大きさのゾウ？
本当は、ゾウはもっとまん丸になる。

地球はゾウに比べてとてつもなく大きいので、地球なみのゾウはとてつもなく太い足になりそうですね。ところが、今度は少し様子がちがいます。地球なみのゾウは、地球の上には立てません。もし立てたとしても、ゾウの重みで地球ごとつぶれてしまいます。

そこで、宇宙の中にゾウがぽっかり浮かんでいるとします（図３）。地球なみのゾウの表面では、地球上と同じくらいの重力が働きます^＊2）。そのときゾウの足はどのくらいの大きさなのでしょう？左の地球のオーストラリア大陸くらいの太さがありますね。そしてそれが大きくでっぱっているのです。とてもそんな形は支えきれません。足だけでなく、耳も鼻も、でっぱったところは全部支えられなくて、つぶれてしまい、結局まん丸になってしまいます。

ゾウでなくても、アリでも人でも人工衛星でも、地球くらいの大きさになると、全部丸い形になります。自分の形を支えられずに、自分の重みでつぶれてしまうからです。地球が丸いのも、こういうわけがあったのです。

このように、大きさと形には深い関係があるのです。

^＊1）注意深い人は気がついたかもしれませんが、ゾウの足は４本でアリの足は６本なので、アリの足の方が細いのは当たり前と思うかもしれません。でも、ゾウの足４本分の太さと、アリの足６本分の太さをまとめて比べてみれば、やっぱりゾウの足の方がずっと太いことには変わりませんね。

^＊2）これはニュートンの見つけた万有引力のためです。細かくいうと、引力の大きさは、ものの重さに関係します。

文：市川　真史
発行：平成15年3月