通俗天文学陈子鹏
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第4部分(第3/4 页)

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四季

假使地球转轴恰好与黄道的平面垂直,黄道便要与天球赤道相合,我们也便不会有四季之分了。太阳永远从正东方升起,向正西方落下,全年不变。地上的气候只会有稍微的变化,因为地球在1月比在6月离太阳略近一点。可是黄道既然倾斜了,那么,太阳在赤道北的时候(3月21日到9月23日)每天照耀在北半球上的时间便要比南半球长一些,而且与地面所成的角度也要大一些。在南半球上的情形便恰好与此相反。太阳从9月23日到3月21日之间照耀地面的时间,南半球上比北半球上长些了。于是当北半球是冬季时,南半球便是夏季,彼此恰恰相反,这边夏季那边又是冬季了。

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真运动与视运动的关系

在更进一步之前,我们不妨把我们所谈论过的现象总结一下。过去所说的是从两种观点出发的:一是地球的真运动;一是由这种真运动所引起的天体的视运动。

真周日运动是地球绕自己的轴自转。视周日运动是因地球自转而生的星体现象。

真周年运动是地球环绕太阳的公转。视周年运动是太阳在群星之间环绕天球。

由于真周日运动,我们的地平便从太阳或星辰上经过。于是我们依据我们实际看到的情形说太阳或星辰上升或落下了。

约在每年3月21日前后,地球赤道的平面从太阳的北面到南面去,约在9月23日前后又从南而北。于是我们说太阳在3月经过赤道向北,在9月又经过赤道向南了。

在每年6月地球赤道的平面在太阳之南的最远处,在12月又在太阳之北的最远处。我们便说,在第一种情形中太阳在北至点,在第二种情形中在南至点了。

相对与地球轨道垂直的线,地球的自转轴倾斜了23.5度。眼见的结果便是黄道也对天球赤道倾斜23.5度了。

在六月及夏季的其他月份中,地球的北半球倾向着太阳这一边。被地球带着转的北纬度地区便在旋转一次中得太阳光的时间有一大半;而南纬度地区便只有一小半。在我们看来的结果便是每天太阳在地平线上的时间较长,我们过着炎热的夏季,而南半球则昼短夜长正是冬季。

在我们过冬的时候,这种情形便恰好反过来。南半球倾向着太阳,北半球远离太阳。结果,南半球上昼长夜短正是夏季,北半球上却轮到寒冷的冬季了。

(附注:如果我们从相对性原理出发,就很容易理解上述这些事实了。因为宇宙没有中心,而所有参考系对描述物理定律都是平权的,所以我们无法判断时空中哪个参考系是绝对参考系,所有运动都是相对的。)

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年与岁差(1)

我们区分年的办法最自然的是依地球环绕太阳一周的时间来定。按我们所说的看来,这种长短便有两种不同的度量方法。一是量出太阳经过同一颗恒星两次之间的时间。一是量出太阳经过春分点(或秋分点,即经过天球赤道)两次之间的时间。如果二分点是固定在众星之间不变位置的,这两种度量方法的结果便会完全相等了。但是古代天文学家根据千百年观察的结果发现,两者并不一致。太阳以恒星为起点绕天空一周比以春分点为起点绕天空一周要多费时约11分钟时间。这说明春分点是在众星之间一年一年的不停地移动位置了。这种移动便叫做“岁差”(the precession of equinoxes)。这也是与天上的东西毫不相干的,只是由于地球在环绕太阳时每年不断地慢慢移动地轴的方向而已。

我们假定图6中的地球一直旋转下去,经过六七千年转过六七千次后,我们就会发现那时地轴的北极不是向着我们的右方,却正对着我们这边了。再过六七千年它会转向我们的左方;然后再过同样长的时间,它就会背向着我们;而如果再过同样长的时间,也就是说约2.6万年以后,它又回到原来的方向了。

既然天极是依地轴的方向而定,这种地轴转向的结果自然也要使天极在天上绕一个圆圈了,这圈的半径约有23.5度。现在的北极星离北极约一度多一点。可是北极却渐渐接近它,直到约200年后又离它而去。1.2万年后北极要移到天琴座(Lyra)中,离该座的亮星——织女星(Vega)约有五度。在古希腊人的时代中,他们的航海者并不认得什么北极星,因为现在的北极星那时离北极还有10度到12度远,那时的

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