为什么从星星的运动轨迹可以看出地球在自转

作者&投稿:播肥 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为什么从星星的运动轨迹可以看出地球在自转~

并不是地球在自转。要知道在宇宙里并没有什么是绝对的,而都是相对的。地心说不是不行。只是研究起来很麻烦。
以地球为基点进行研究。地球就是宇宙的中心,太阳、银河都是有诡异轨迹的天体。。
而以太阳为核心研究太阳系,就会发现几个行星不再诡异,而是有序而可预测的。
而放大来看,以太阳为核心,研究银河系,则发现银河系是庞大的有诡异轨迹的天体集合。。但是以银心来看,又都是有序的旋转轨迹。

而相对地球来看星星的轨迹,以地球不动作为基点来研究,就会发现星星的出现诡异且规律难辨。。如果以地球也自转来进行研究,就发现他们的轨迹清晰且规律。。就这么简单。

从星星的运动轨迹可以看出地球在自转而不是公转,是因为地球的自转运动使得星星的轨迹呈现出视差位移。
地球的自转运动使得地球上观察者的视点在星空背景上移动,从而使得星星的位置看起来发生了微小的变化。这种视差位移是由于观察者的位置(即地球上的位置)在不断地改变而产生的。
因此,从星星的运动轨迹可以看出地球在自转,而不是公转。

地球的自转运动

地球不停地围绕其自转轴作旋转运动,称为地球的自转运动。地球自转的方向是自西向东的,因而才会有天球以相反的方向自东向西的旋转运动。

为了计量地球自转运动的周期,必须在地球之外选定参考点。由于地球的自转运动,被选定的参考点两次回归到同一方向时,其间的时间间隔就是地球自转周期。

以恒星为参考点所测得的地球自转运动的周期叫恒星日,它是恒星连续两次通过同一子午圈的时间间隔。在一个恒星日中,地球自转360°,这是地球自转的真正周期。一个恒星日分为24个恒星时,一个恒星时分为60个恒星分,一个恒星分分为60个恒星秒。

以太阳中心为参考点所测得的地球自转运动的周期叫真太阳日,它是太阳中心连续两次通过同一子午圈的时间间隔。一个真太阳日分为24个真太阳时,一个真太阳时分为60个真太阳分,一个真太阳分分为60个恒星秒。

真太阳时不是均匀的时间系统,真太阳日时长时短,相差最大的可达51秒。其原因在于地球在自转同时还绕日公转,而且公转速度是不均匀的。

为了建立一个均匀的太阳时系统,天文学家引入一个天球上的假想点----平太阳。其引入方法如下:首先假定在黄道上有一个以真太阳平均速率做匀速动的点,它与真太阳同时过近日点和远日点;又假设在天赤道上也有一个做匀速运动的点,其速率与第一个假想点相同,并且两者同时过春分点。这第二假想点就是平太阳。以假想平太阳为参考点,连续二次过同一子午圈的时间间隔为一个平太阳日。一个平太阳日分为24个平太阳时,一平太阳时等于60平太阳分,一个平太阳分等于60平太阳秒。平太阳时是一种均匀的太阳时系统,简称平时,就是我们日常用的时间系统。

平太阳日与恒星日不一样长,一个平太阳日=1.0027379恒星日。为什么平太阳日要比恒星日稍微长一点呢?原因在于地球除自转外还围绕太阳公转,所以,在一个平太阳日中,地球自转所转过的角度要比360 度多59角分。

地球自转速度有角速度和线速度两种。地球自转角速度是每恒星日360°。因为恒星日只比太阳日短3分56秒,接近24小时。所以,地球自转角速度约为每小时15°,每4分钟1°。由于地球是固体,除南北两极点外,任何地点的自转角速度都一样。地球自转的线速度则因各地纬度的不同而有差异。这是因为纬线圈的周长自赤道向两极逐渐减小。赤道处纬线圈最长,自转线速度最快,每小时旋转1670公里。到了南北纬60°,纬线圈缩短,自转线速度约减小为赤道处的一半。到了南北极点,则既无线速度,也无角速度。

地球自转与天体的周日视运动

由于地球每日自西向东旋转,而处于地球上的观测者觉察不到地球的自转,却看到了整个天球上的天体都在自东向西围绕天轴作周日旋转运动。这种天体周日视运动的轨迹都是平行于天赤道的圆圈,称为周日平行圈。天赤道是最大的周日平行圈。越靠近天极,周日平行圈就越小,在天极上周日平行圈缩为一点。如果我们把望远镜指向天极,让底片长时间曝光,星星绕天极旋转的轨迹就能在底片上留下一个个圆圈,这些圆圈的共同圆心就是天极的位置。

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图1天体的周日运动

一、在两极(φ=90°)上

观测者位于北极上抬头看天球,如图2所示,北天极P与天顶Z相合,地平圈与天赤道相合。因此,天赤道以北的星体永远自东向西平行于地平圈作周日运动。它们常显不落,称为“恒显星”;反之,天赤道以南的星体,永隐地平以下,称为“恒隐星”。如果观测者站在南极上看天球,那么在北极看不到的恒隐星变为恒显星,看到的恒显星变为恒隐星。

图2在两极(φ=90°)上天体的同日运动

二、在赤道(φ=0°)上

观测者位于赤道上,如图3所示,天北极P与北点N相合,南天极P′与南点S相合;天赤道QQ′穿过天顶和天底,所有天体的周日平行圈都和地平圈垂直。因此,它们都垂直上升和下落,每天有12小时在地平以上,12小时在地平以下。显然,在赤道上的观测者可以看到天球上所有的恒星。

图3在赤道(φ=0°)上天体的周日运动

三、在赤道和两极之间:0°<φ<90°

在这些地区内,天轴和地平面斜交,其交角等于观测者的地理纬度φ;周日平行圈也和地平面斜交,其交角等于90°—φ。所有恒星都倾斜上升,倾斜下落。在北半球上当观测者向高纬度移动时,北天极P越靠近天顶Z,周日平行圈和地平圈的交角越小,所见南天的恒星越来越少;反之,当观测者向低纬度的地方移动时,北天极P的高度逐渐下降,周日平行圈和地平面的交角逐渐增大,所见南天的恒星逐渐增多。

图4在赤道和两极之间天体的周日运动

综上所述可知,在地球上,只有赤道上的观测者可以看到天球上的全部恒星,其它地区,或多或少地有些恒星永不下落成为恒显星,有些恒星永不上升成为恒隐星。恒显星的条件是其赤纬δ≥90°—φ,恒隐星的条件是其赤纬δ≤-(90°—φ)而能见升落的恒星的赤纬δ必在以上两个界限之间,即

90°—φ>δ>-(90°—φ)

地球的昼夜更替

由于地球是一个不发光、也不透明的球体,所以在同一时间内,太阳只能照亮地球表面的一半。向着太阳的半球是白天,称作昼半球;背着太阳的半球是黑夜,称作夜半球。在不考虑太阳的视半径和大气折光对昼、夜长度影响的情况下,昼半球和夜半球的分界线是一个大圆圈,称作晨昏线。由于地球不停地自转,昼夜就不断交替。昼夜交替的周期就是太阳日,为24小时。由于昼夜交替的周期不长,这就使得地面白昼增温不至于过分炎热,黑夜冷却不至于过分寒冷,从而保证了地球上生命有机体的生存和发展。

应当指出,把地球上的昼夜交替仅仅归结为由地球的自转引起并不全面。如果地球没有自转运动而只有公转运动,那么地球上也会有昼夜交替,只是周期很长,等于它的公转周期,也就是一年。如果地球自转周期和它的公转周期相等,那地球将永远以一面朝向太阳。朝向太阳的一面就会过热,背面则过于寒冷,就不适宜生命在地球上生存和发展。

恒星在天空中的位置是不变的,日月星辰每天东升西落,若星辰不动,必然地球动,地球自西向东转。

当以太阳作为中心时,
地球在一年中的不同时刻会处在自转轨道的不同位置上。

晚上用长时间曝光(几个小时)的照相机对北方(北极星)的天空曝光,洗出照片看就可以了。
早先地心说的最大缺点就是无法解释金星、火星、木星在天上的运行轨迹。


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