先日、月の満ち欠けを1か月記録する自由研究の話を息子にしたところ、返ってきたのは「1か月は長い」でした。まあ、そうですよね。

そのあと出てきたのが、こんな質問です。「昔の人はどうやって地球の大きさを測ったの?」

いい質問だと思いました。答えは紀元前3世紀のエラトステネス。そして彼が使った道具は、地面に立てた棒と、その影だけです。しかもこの方法、原理を理解すればいまの日本でも、晴れた日の1日で追体験できます。1か月かかる月の観察に対して、こちらは正味1日。夏休みの自由研究としては、なかなか対照的な選択肢です。

井戸の底に、太陽が届く日

エラトステネス(紀元前275年ごろ〜紀元前194年ごろ)は、古代エジプトのアレクサンドリアにあった大図書館の館長を務めた人物です。彼は、こんな言い伝えを知っていました。

南のシエネ(いまのアスワン)では、夏至の日の正午になると、深い井戸の底まで日光が届く。つまりその瞬間、太陽は真上にある。だから地面に棒を立てても、影ができない。

ここでエラトステネスは、決定的なことに気づきます。同じ日の同じ時刻に、自分がいるアレクサンドリアで棒を立てたら、影ができたのです。

もし地球が平らなら、遠く離れた太陽から届く光はどこでも同じ角度で当たるはずで、片方だけ影ができるのはおかしい。影ができたということは、地面が傾いている=地球は丸い。しかも、その傾きの大きさが分かれば、丸ごと一周の大きさまで逆算できてしまう。

古代の記録を伝えたクレオメデスによれば、アレクサンドリアで測られた角度は約7.2度。これは円ひとまわり360度の、ちょうど50分の1です。そして2つの街のあいだの距離は、歩測の専門家によって5000スタディアと見積もられていました。

あとはかけ算だけ。5000 × 50 = 25万スタディア。これが、エラトステネスの「地球一周の長さ」として伝わっている値です(じつはこの数字自体にも異論があるのですが、それは後半で触れます)。

エラトステネスの測定の原理 丸い地球に、太陽の光が平行に降りそそぐ図。シエネでは光が真上から当たるため棒に影ができない。北にあるアレクサンドリアでは棒が傾いているため影ができる。その影の角度は、地球の中心から見た2地点のあいだの角度と等しくなる。この角度が円の50分の1なので、2地点の距離を50倍すれば地球一周の長さになる。 太陽の光は、平行にやってくる 地球の中心 中心角 シエネ(いまのアスワン) 影ができない=太陽が真上 アレクサンドリア 同じ日の正午、棒に影ができた 2地点のあいだの距離 =5000スタディア 影の角度=中心角。これが円の 1/50 だったから、地球一周=5000スタディア × 50
エラトステネスの測定の原理(模式図)。角度は分かりやすさのため誇張して描いています(実際は7.2度)。太陽の光が平行だとみなせるので、「影の角度」と「地球の中心から見た2地点の角度」が等しくなる、というのがこの方法の心臓部です。

影が教えてくれるのは「角度」

この方法でいちばん大事なのは、影の長さそのものではなく、影から分かる「角度」だという点です。

地面に垂直な棒を立てると、棒の高さと影の長さで、細長い直角三角形ができます。この三角形の形が、太陽が空のどのくらいの高さにいるかを教えてくれます。真上に近いほど影は短く、低いほど影は長い。

ここで使いたいのは天頂角という角度です。「真上(天頂)から何度ずれているか」を表す角度で、太陽の高度(地平線から測った高さ)とは足して90度になる関係にあります。エラトステネスが測った7.2度も、この天頂角です。

棒と影から角度を出す 地面に垂直に立てた棒と、その影がつくる直角三角形の図。棒の高さをL、影の長さをSとすると、真上からのずれである天頂角zは、SをLで割った値から求められる。太陽の高度hと天頂角zを足すと90度になる。 太陽 真上(天頂) 棒の高さ L 影の長さ S z=天頂角 h=太陽の高度 S ÷ L から z が決まる z + h = 90°
棒と影がつくる直角三角形(模式図)。影は分かりやすさのため長めに描いています。夏の日本の正午なら、影はもっと短くなります。

角度の出し方は2通りあります。

ひとつは紙に写して分度器で測る方法。棒の高さと影の長さを、そのままの比率で紙の上に直角三角形として描き、分度器を当てる。小学生にはこちらが断然おすすめです。「影の長さが角度に化ける」瞬間が、手を動かしながら実感できます。

もうひとつは計算です。影の長さ ÷ 棒の高さ を計算して、下の表から読み取ってください(関数電卓なら tan の逆関数、arctan で一発です)。

影 ÷ 棒天頂角 z太陽の高度 h
0.105.7°84.3°
0.158.5°81.5°
0.2011.3°78.7°
0.2514.0°76.0°
0.3016.7°73.3°
0.3519.3°70.7°
0.4021.8°68.2°
0.5026.6°63.4°

やってみる ── 用意するものと、手順

必要なものは、拍子抜けするほど少ないです。

ものひとこと
まっすぐな棒1m くらいの物干し竿や角材。太さより「まっすぐさ」が大事
平らな地面傾いていると全部狂う。水平をとれる場所を選ぶ
メジャー棒の高さと影の長さを測る
時計スマホでOK
分度器と紙角度を読み取る用

手順はこうです。

① その日・その場所の「南中時刻」を調べる。南中とは、太陽がその日いちばん高くなる瞬間のこと。正午ちょうどとは限らず、場所と日付でずれます。国立天文台 暦計算室の「こよみの計算」で、地点と日付を指定すれば南中時刻も南中高度も出せます。

② 棒を垂直に立てる。ここが精度を決めます。おもりを付けた糸(下げ振り)を垂らして、棒と平行になるように調整してください。少しの傾きが、結果を大きくずらします。

③ 南中時刻の前後で、影の長さを何回か測る。10分おきくらいに測って、いちばん短かった影を採用します。「時計を信じて一発で測る」より、「いちばん短い瞬間を捕まえにいく」ほうが確実です。影が短くなって、また伸び始めたら終了。

④ 影 ÷ 棒 を計算して、角度に直す。これがその土地の、その日の天頂角です。

太陽は絶対に直接見ないでください。この実験で見るのは、あくまで地面にできた影だけです。太陽をそのまま見ると、ほんの数秒でも目を痛めます。サングラスや下敷き越しでも危険です。

そして、暑さ対策を。この実験は真夏の正午前後、一日でいちばん暑い時間帯に屋外で行うことになります。日陰に休憩場所を作り、飲み物を用意して、測るとき以外は日なたに立たないこと。10分おきの測定なら、あいだは涼しい場所で待てます。無理をしそうな暑さの日は、素直に別の日に延期してください。

いちばんの壁 ── 2地点が、いる

さて、ここからが正直な話です。この方法は、1か所で測っただけでは地球の大きさが出ません。

必要なのは「2地点の天頂角の差」だからです。1地点の天頂角だけ分かっても、比べる相手がいなければ何分の1周なのかが決まりません。エラトステネスにシエネとアレクサンドリアが必要だったのと同じです。

そこで、夏休みという時期が効いてきます。

案A:帰省や旅行を使う。南北に離れた場所へ行く予定があるなら、出発前に自宅で測り、旅先で同じ測定をもう一度。同じ人が同じ棒で測れるので、条件が揃って精度が出ます。日付が数日ずれてもかまいません(後述の注意はあります)。

案B:離れた友達・祖父母と組む。同じ日に、それぞれの場所で測ってもらう。棒の高さと影の長さの数字だけ送ってもらえば十分です。共同研究になるのは、まとめとしても強い。

案C:もう一方を計算で用意する。相棒が見つからないときは、暦計算室で別の地点の南中高度を計算し、それを2点目として使います。ただしこれは「自分で測ったのは1点だけ」なので、レポートには正直にそう書きましょう。

ひとつ注意があります。2地点で日付をずらして測る場合、そのあいだに太陽の高さ自体が変わってしまいます(夏至を過ぎると、南中高度は毎日少しずつ低くなっていきます)。厳密にやるなら同じ日に測るのがベスト。数日ずれる場合は、暦計算室で「同じ日ならどうだったか」を確認して補正するか、ずれをレポートに書いておくといいと思います。

もうひとつ。2地点が東西に離れていても、それぞれの土地の南中時刻に測れば問題ありません。ただしそのとき必要な距離は直線距離ではなく、南北方向の距離です。東西のずれが大きい2地点を選ぶと、ここでつまずきます。なるべく南北に並んだ2地点を選ぶのが安全です。

計算してみる

2つの天頂角がそろったら、あとは割り算とかけ算だけです。

2地点の天頂角の差が、そのまま地球の中心から見た2地点の角度になります。地球一周は360度。だから――

地球一周 = 2地点の南北距離 × 360 ÷ 天頂角の差

たとえば、南北におよそ820km離れた2地点で測って、天頂角の差が7.4度だったとします(数字は説明のための例です)。

820 × 360 ÷ 7.4 = 約39,900km

実際の地球の子午線一周は約40,008kmですから、かなりいい線です。棒と影とメジャーだけで、ここまで来られる。

ただし、ここで手放しで喜ぶ前に、ぜひ確かめてほしいことがあります。角度の差を7.4度ではなく7.6度で計算してみてください。

820 × 360 ÷ 7.6 = 約38,800km

たった0.2度のちがいで、答えが1,000kmも動きました。この実験がなぜ「棒を垂直に立てること」にこだわるのか、これで分かってもらえると思います。地球の大きさは、影の根元の数ミリに乗っているのです。この「小さな誤差が大きく効く」感覚こそ、自由研究として持ち帰る価値のある発見だと思います。

「1度=111km」を使ってはいけない

ここで、この研究がこっそり失敗する落とし穴の話をします。

2地点の南北距離を調べようとすると、「緯度1度はおよそ111km」という便利な数字にたどり着きます。緯度の差にこれを掛ければ距離が出る。ラクです。

でも、これを使ったら、この研究は成立しません。

なぜなら「1度=111km」という数字は、地球一周が約40,000kmだと知っているからこそ出てくる数字だからです(40,000 ÷ 360 ≈ 111)。それを使って地球一周を計算すれば、答えが40,000kmになるのは当たり前。自分が入れた答えが、そのまま出てくるだけです。

だから距離は、角度とは無関係な方法で手に入れなければいけません。地図アプリの距離測定機能を使う、道路の距離を足す、鉄道の営業キロを使う――どれも「実際に測った距離」に由来する、独立した情報です。エラトステネスが歩測の専門家に距離を測らせたのも、まさにこれをやっていたわけです。

ちなみに、自分の緯度そのものは、じつは夜にも測れます。北極星の地平線からの高さが、その土地の緯度とほぼ同じになるからです。昼は太陽の影で、夜は北極星で――同じ「角度」を2通りの方法で確かめられたら、レポートは一気に厚みを増します。

エラトステネスは、どれくらい当てたのか

ここまで来ると、当然こう聞きたくなります。「で、エラトステネスの25万スタディアは、正解にどれくらい近かったの?」

じつは、これにはっきり答えることができません。1スタディオンが何メートルなのかが、はっきりしないからです。

ウィキペディアがまとめている各説では、1スタディオンの候補は160m(メッセニア)、177m(デルフィ)、180m(汎ヘレニック)、185m(アッティカ)、191m(オリンピック)、210m(プトレマイオス)と、かなりの幅があります。日本語版ウィキペディアは185m説を最有力としており、25万スタディアにこれを当てはめると約46,250km、実際よりかなり大きな値になります。

ところが話はもう一段ややこしくて、「25万スタディア」という数字そのものにも異論があります。英語版ウィキペディアは、エラトステネス本人が出した値は約22万4100スタディアで、25万というのは一世代あとのヒッパルコスによる調整値だ、とする研究者(Matthew)の見解を紹介しています。この22万4100スタディアに180mを当てはめると約40,338km ── 実際との差は1%未満に収まります。

前提地球一周は実際(約40,008km)との差
25万スタディア × 180m約 45,000 km約 +12%
25万スタディア × 185m約 46,250 km約 +16%
22万4100スタディア × 180m約 40,338 km約 +1%

つまり、「彼がどれだけ正確だったか」は、彼の腕前ではなく、単位の解釈と、そもそも彼が出した数字がいくつだったのかで決まってしまうのです。誤差1%未満と言われることもあれば、16%ずれていると言われることもある。

さらに、測定の前提そのものにもズレがありました。シエネは実際には北回帰線より約1度北にあり、夏至でも太陽は完全な真上には来ません。またアレクサンドリアの真南でもなく、経度で約3度ずれています。英語版ウィキペディアは、この2つの誤りが偶然たがいに打ち消し合ったと説明しています。

それでも、この話の価値はまったく揺らがないと思うのです。宇宙に出ることも、地球を一周することもできなかった時代に、2つの街の影のちがいだけから、足元の惑星の大きさを言い当てた。桁が合っていた、というだけで途方もないことです。

そしてこれは、自由研究をする側にとっても心強い話です。ズレてもいい。ズレた理由を書けたら、それが研究です。

40,000kmが、やけにキリのいい数字な理由

最後に、ひとつ引っかかっていた人がいるかもしれません。地球一周が「約40,000km」って、あまりにキリがよすぎないか?

これは偶然ではありません。順番が逆なのです。

メートルという単位は、もともと「赤道から北極点までの子午線の長さの1000万分の1」として定められました。1791年のことです。赤道から北極までが1000万メートル=10,000kmなら、その4倍である地球一周は、定義上ぴったり40,000kmになる。地球に合わせてメートルが決められたので、キリがよくて当然でした。

その後の精密な測定で、子午線一周は約40,007.86km、赤道まわりは約40,075.017kmと分かっています(地球はわずかに扁平なので、この2つは一致しません)。当時の測量が、いかに正確だったかということでもあります。

棒を1本立てて、影を測って、割り算をする。それだけで、自分が立っている惑星の大きさが出てくる。1光年の距離のような、想像もつかないスケールの話につながっていく最初の一歩が、庭やベランダの地面にあるというのは、なかなか痛快だと思うのです。

わが家がこの夏それをやるかどうかは、まだ分かりません。棒を垂直に立てるところで、たぶん親子で一悶着あるでしょう。でも「昔の人はどうやって地球の大きさを測ったの?」という質問への答えとしては、言葉で説明するより、影を測ってみせるほうがずっといい。そう思っています。

The other day I told my son about keeping a one-month journal of the Moon's phases as a summer project. His verdict: "A month is too long." Fair enough.

What came next, though, was a good question. "How did people back then work out the size of the Earth?"

The answer is Eratosthenes, in the third century BC. His equipment: a stick planted in the ground, and its shadow. And once you understand the principle, you can repeat it in Japan today, in a single sunny day. Against a Moon journal that takes a month, this one takes an afternoon — a nicely contrasting option for a summer project.

The Day the Sun Reached the Bottom of a Well

Eratosthenes (c. 275 – c. 194 BC) served as head of the great library at Alexandria in ancient Egypt. He knew of a curious report from the south.

At Syene (modern Aswan), at noon on the summer solstice, sunlight reached all the way to the bottom of a deep well. At that moment the Sun stood directly overhead — so a stick planted in the ground cast no shadow at all.

And here is what Eratosthenes noticed: on the same day, at the same hour, a stick in Alexandria did cast a shadow.

If the Earth were flat, light arriving from a distant Sun would strike every location at the same angle, and it would make no sense for only one place to have a shadow. A shadow means the ground is tilted — the Earth is round. Better still, if you can measure how much it tilts, you can work backwards to the size of the whole sphere.

According to Cleomedes, who preserved the ancient account, the angle measured at Alexandria was about 7.2 degrees — exactly one fiftieth of a full 360-degree circle. And the distance between the two cities had been estimated by professional pacers at 5,000 stadia.

The rest is multiplication: 5,000 × 50 = 250,000 stadia — the figure that has come down to us as Eratosthenes' circumference of the Earth. (That number is itself disputed, as we'll see later.)

The principle behind Eratosthenes' measurement Parallel sunlight falling on a round Earth. At Syene the light arrives from directly overhead, so a stick casts no shadow. Farther north at Alexandria the stick is tilted, so it casts a shadow. The angle of that shadow equals the angle between the two cities as seen from the Earth's centre. Because that angle is one fiftieth of a circle, multiplying the distance between the cities by fifty gives the circumference. sunlight arrives parallel centre of the Earth central angle Syene (modern Aswan) no shadow — Sun directly overhead Alexandria same day, same hour — a shadow distance between the two = 5,000 stadia shadow angle = central angle. It was 1/50 of a circle, so circumference = 5,000 stadia × 50
The principle behind Eratosthenes' measurement (schematic). The angle is exaggerated for clarity — the real value is 7.2 degrees. Because sunlight can be treated as parallel, the "shadow angle" equals the angle between the two cities seen from the Earth's centre. That equality is the heart of the method.

What a Shadow Actually Tells You Is an Angle

The key point is that what matters is not the length of the shadow but the angle you can derive from it.

Plant a stick vertically and the stick's height and the shadow's length form a long, thin right triangle. The shape of that triangle tells you how high the Sun sits. The closer to overhead, the shorter the shadow; the lower the Sun, the longer it stretches.

The angle we want is the zenith angle — how far the Sun is from straight up. It and the solar altitude (measured up from the horizon) always add to 90 degrees. The 7.2 degrees Eratosthenes measured was a zenith angle.

Getting an angle from a stick and its shadow A vertical stick and its shadow form a right triangle. With the stick height L and the shadow length S, the zenith angle z follows from S divided by L. The solar altitude h and the zenith angle z add to 90 degrees. Sun straight up (zenith) stick height L shadow S z = zenith angle h = solar altitude S ÷ L gives you z z + h = 90°
The right triangle formed by stick and shadow (schematic). The shadow is drawn longer than reality for clarity; at noon in a Japanese summer it would be much shorter.

There are two ways to get the angle.

One is to redraw it on paper and use a protractor. Draw the stick height and shadow length to scale as a right triangle, then measure. For a child this is by far the better route — you feel the moment a length turns into an angle.

The other is arithmetic. Compute shadow ÷ stick and read the table below (on a scientific calculator, arctan gives it directly).

shadow ÷ stickzenith angle zsolar altitude h
0.105.7°84.3°
0.158.5°81.5°
0.2011.3°78.7°
0.2514.0°76.0°
0.3016.7°73.3°
0.3519.3°70.7°
0.4021.8°68.2°
0.5026.6°63.4°

Doing It — What You Need, and the Steps

The equipment list is almost disappointingly short.

ItemIn short
A straight stickAbout 1 m. Straightness matters far more than thickness
Flat groundA slope ruins everything. Pick somewhere you can level
A tape measureFor the stick height and the shadow
A clockA phone is fine
Protractor and paperFor reading off the angle

The steps:

1. Look up local solar noon for your date and place — the moment the Sun is highest. It is not necessarily 12:00, and it shifts with location and date. The NAOJ Ephemeris Computation Office calculator gives both the time and the altitude for any point and date.

2. Plant the stick truly vertical. This step decides your accuracy. Hang a weighted string beside it as a plumb line and adjust until they are parallel. A slight lean moves the answer a lot.

3. Measure the shadow several times around solar noon. Take a reading every ten minutes or so and use the shortest shadow you got. Hunting for the shortest moment beats trusting the clock for a single shot. Once the shadow starts lengthening again, you are done.

4. Divide shadow by stick and convert to an angle. That is your zenith angle, for that place, on that day.

Never look directly at the Sun. Everything in this experiment happens on the ground, in the shadow. Looking straight at the Sun damages your eyes within seconds — and sunglasses or a dark sheet do not make it safe.

And plan for the heat. This experiment happens outdoors around midday in high summer — the hottest hours of the day. Set up a shaded spot to wait in, bring drinks, and stay out of the sun except when you are measuring. With readings every ten minutes, there is plenty of time to wait somewhere cool in between. If the day looks punishing, just postpone it.

The Real Obstacle — You Need Two Places

Now the honest part. Measuring in one place is not enough to get the size of the Earth.

What the method needs is the difference between two zenith angles. A single angle has nothing to be compared against, so there is no way to know what fraction of a circle you are looking at. Eratosthenes needed both Syene and Alexandria for exactly this reason.

This is where summer vacation earns its keep.

Option A: use a trip. If you are travelling somewhere north or south, measure at home before you leave and repeat the measurement at your destination. The same person with the same stick means consistent conditions and better accuracy.

Option B: team up with a distant friend or grandparent. Have them measure on the same day; all you need back are two numbers, the stick height and the shadow length. A collaboration also writes up well.

Option C: compute the second point. With no partner available, use the NAOJ calculator to get the solar altitude somewhere else and use that as point two. Just say plainly in the write-up that only one point was measured by hand.

One caution. If the two measurements fall on different dates, the Sun's height itself will have shifted in between (after the solstice, local noon altitude drops a little every day). Same day is best. If they must differ, either check what the other date would have given using the almanac calculator, or simply note the gap in your report.

One more. The two places may sit east–west of each other, as long as each measures at its own local solar noon. But then the distance you need is not the straight-line distance — it is the north–south component. Choosing two places roughly on a north–south line saves you that headache.

Running the Numbers

With two zenith angles in hand, all that remains is one division and one multiplication.

The difference between the two zenith angles is the angle between the two places as seen from the Earth's centre. A full circle is 360 degrees, so:

circumference = north–south distance × 360 ÷ difference in zenith angle

Say two places about 820 km apart north to south give a zenith-angle difference of 7.4 degrees (illustrative numbers).

820 × 360 ÷ 7.4 = about 39,900 km.

The Earth's actual meridian circumference is about 40,008 km, so that is a respectable result — from a stick, a shadow, and a tape measure.

Before celebrating, though, try one more thing. Redo it with 7.6 degrees instead of 7.4.

820 × 360 ÷ 7.6 = about 38,800 km.

Two tenths of a degree moved the answer by a thousand kilometres. That is why this experiment is so fussy about planting the stick vertically: the size of the Earth rides on a few millimetres at the base of a shadow. Feeling how a small error blows up is, I think, the finding most worth taking home.

Why You Must Not Use "1 Degree = 111 km"

Here is the trapdoor this project can quietly fall through.

Looking for the north–south distance between two places, you will soon meet a convenient number: one degree of latitude is roughly 111 km. Multiply by the difference in latitude and you have your distance. Easy.

Use it and the whole project collapses.

That 111 km exists only because we already know the circumference is about 40,000 km (40,000 ÷ 360 ≈ 111). Feed it back in and of course you get 40,000 km out — you have simply handed yourself the answer.

The distance has to come from somewhere independent of angles: the measuring tool in a map app, road distances added up, railway timetable kilometres. All of them trace back to distances someone actually surveyed. Eratosthenes having professional pacers measure the road was precisely this move.

Incidentally, your own latitude can also be measured at night: the height of Polaris above the horizon is very nearly your latitude. Sun and shadow by day, Polaris by night — confirming the same angle two independent ways makes for a much richer report.

So How Close Did Eratosthenes Get?

The obvious question: how close was 250,000 stadia to the truth?

The honest answer is that we cannot say, because nobody is sure how long a stadion was.

The candidate values collected on Wikipedia range widely: 160 m (Messenian), 177 m (Delphic), 180 m (Pan-Hellenic), 185 m (Attic), 191 m (Olympic), 210 m (Ptolemaic). The Japanese Wikipedia article treats 185 m as most likely, which turns 250,000 stadia into roughly 46,250 km — considerably larger than the truth.

And it gets one layer more tangled, because the figure of 250,000 stadia is itself disputed. The English Wikipedia article cites the scholar Matthew, who concluded that Eratosthenes' own result was about 224,100 stadia and that 250,000 was an adjustment made a generation later by Hipparchus. Apply 180 m to those 224,100 stadia and you get about 40,338 km — an error of under 1%.

AssumptionCircumferencevs. actual (~40,008 km)
250,000 stadia × 180 mabout 45,000 kmabout +12%
250,000 stadia × 185 mabout 46,250 kmabout +16%
224,100 stadia × 180 mabout 40,338 kmabout +1%

In other words, how accurate he was depends less on his skill than on how we read his units — and on which number he actually produced in the first place. The same achievement is quoted as within 1% by some and 16% off by others.

His assumptions were shaky too. Syene actually sits about a degree north of the Tropic of Cancer, so even at the solstice the Sun is not quite overhead there; nor is it due south of Alexandria, being some three degrees east in longitude. The English Wikipedia article notes that these two errors happened to cancel each other out.

None of which dents the achievement. In an age with no spaceflight and no circumnavigation, the difference between two shadows was enough to pin down the size of the planet underfoot. Getting the order of magnitude right was already extraordinary.

And it is an encouraging thought for anyone doing a school project. Being off is fine. Explaining why you were off is what makes it research.

Why 40,000 km Is Such a Suspiciously Round Number

One thing may have been nagging at you. Isn't "about 40,000 km" a little too neat?

It is no coincidence — the causality simply runs the other way.

The metre was originally defined, in 1791, as one ten-millionth of the meridian distance from the equator to the North Pole. If pole to equator is ten million metres, or 10,000 km, then four times that — the full circumference — is 40,000 km by construction. The metre was fitted to the Earth, so of course the number came out round.

Later precise surveys give about 40,007.86 km around the meridian and about 40,075.017 km around the equator (the Earth is slightly flattened, so the two differ). Which also says something about how good that eighteenth-century surveying was.

Plant one stick, measure a shadow, do a division — and out comes the size of the planet you are standing on. The first step toward scales as unimaginable as a light-year is lying right there on the ground of a back garden or a balcony. I find that rather satisfying.

Whether we actually do it this summer, I don't know yet. There will almost certainly be a father-and-son disagreement at the "plant the stick vertically" stage. But as an answer to "how did people back then work out the size of the Earth?", showing a shadow beats explaining in words.