科学家眼中的世界,科学家眼中的时间,科学家眼中的天体运行,和我们普通人理解的,到底有哪些不同呢?
单就地球自转这个事情来讲,我们可以问一个问题之后,通过自问自答,理解一下,我们眼中的地球自转,和科学家眼中的地球自转,到底有啥区别。
我们的一天,二十四小时,1440分钟,86400秒,真的是地球自转一周的时间吗?
我们知道,地球绕太阳公转,一个周期是365又1/4天。同时地球自转,在自转过程中感受日升日落。我们把日升日落一个周期的时间定义为一天。日升日落一个周期,是不是等于地球自转一周呢?
看图,中间是太阳,地球顺着它的轨道绕日公转运行,方向已然标出。地球自转的方向也标出来了。地球表面一点A,现在处于a0的方向上,正对太阳。可以认为,此时就是A地的正午时间。
地球自转,过了6个小时,地球表面的A点,转到了a1的位置。 A点的人看到太阳落山,进入黑夜。再过几个小时,A点转到a2的位置上。 A点完全背对太阳,进入深夜。
地球继续自转,最终A点又到了正对太阳的位置。这时距离A点在 a0方向,已经过去24小时,我们称这个方向为a24。地球自转,方向从a0到a24,是一天。如果a0和a24两个方向重合或平行,那地球正好自转了360度。如果两个方向有一个小角度,说明地球在一天内转过的不是360度。
由于地球公转,a0方向与a24方向确实不平行,更不重合,确实存在一个角度。朋友看出问题了,“地球公转一周365天,每天转过不足一度,你画那么大角度干什么?”
我不是想混淆视听,把示意图的角度放大,只是为了说明问题,让人有直观感觉。这一天,地球公转的角度小于一度,约等于一度。说明地球A点方向转到和a0平行的位置,并不正对太阳。而是多转一度,才正对太阳。
我们可以简单理解,地球经历了一天,自转了361度。这361度,完成了一天,保证太阳正好回到原位。
而遥远的恒星,远到地球无论怎么挪,哪怕平移出去三五亿公里,也感觉不到位置变化。地球只要自转过360度,就能在原位置看到遥远的恒星。地球多自转一度,多用了4分钟。感觉恒星的位置,向西偏了一度。另外一种感受就是,遥远的恒星,每天比前一天,提前4分钟升起。
以上就是,星星每天比前一天早升起的原因。朋友肯定会问,我们定义一天,为什么非要定义成,再一次看到太阳的时长?为什么不定义成,就是地球自转360度呢?
科学观测使用的一天时长,确实是地球自转360度的时间,而不是再次看到太阳的时间。所以题主已经看到了,科学家眼中的世界。
地球自转360度的时间有个名字叫恒星日。简单理解,就是一颗遥远恒星,两次出现在地球某地上空的时间间隔。一恒星日的具体时长是23小时56分4秒。
相应的,我们两次看到太阳在同一位置上空的时间间隔,24小时,称为回归日。还有一种通俗的叫法,叫太阳日。
相应地,地球历法中出现的1月时长、一年时长,都有科学观测专用,和民间常用两个版本。有兴趣的话,可以翻翻我以前关于恒星月与朔望月的内容。