[科普中國(guó)]-年與歲差

地球環(huán)繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)被稱(chēng)為地球公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)的時(shí)間是一年。在地球公轉(zhuǎn)的過(guò)程中存在兩個(gè)明顯周期，分別為回歸年和恒星年。

回歸年是指太陽(yáng)連續(xù)兩次通過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)間間隔，即太陽(yáng)中心自西向東沿黃道從春分點(diǎn)到春分點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間，又稱(chēng)為太陽(yáng)年。1回歸年為365.2422日，即365天5小時(shí)48分46秒。這是根據(jù)121個(gè)回歸年的平均值計(jì)算出來(lái)的結(jié)果。每個(gè)回歸年的時(shí)間長(zhǎng)短并不相等。天文學(xué)家根據(jù)太陽(yáng)系的運(yùn)行規(guī)律編撰出“萬(wàn)年歷”。

我國(guó)的“二十四節(jié)氣”是根據(jù)地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道來(lái)劃分的。視太陽(yáng)從春分點(diǎn)，也就是黃經(jīng)零度出發(fā)，此刻太陽(yáng)垂直照射赤道，每前進(jìn)15度為一個(gè)節(jié)氣；運(yùn)行一周又回到春分點(diǎn)，為一回歸年，24個(gè)節(jié)氣正好360度。

恒星年是地球公轉(zhuǎn)的真正周期，在一個(gè)恒星年期間，在太陽(yáng)上看，地球中心從天空中的某一點(diǎn)出發(fā)，環(huán)繞太陽(yáng)一周，然后又回到了此點(diǎn)；如果從地球上看，則是太陽(yáng)中心從黃道（地球公轉(zhuǎn)軌道面截天球所得的圓）上的某一點(diǎn)（某一恒星）出發(fā)，運(yùn)行周天，然后又回到了同一點(diǎn)（同一恒星）。在一個(gè)恒星年期間，地球公轉(zhuǎn)360°所需時(shí)間約為365日6時(shí)9分10秒。

回歸年是歷法年，顯著特點(diǎn)是回歸年的時(shí)間都是天文學(xué)家根據(jù)太陽(yáng)系運(yùn)行規(guī)律提前計(jì)算出來(lái)的，而且回歸年的時(shí)間采用的是地球表面真太陽(yáng)時(shí)體系。而恒星年采用的是鐘表時(shí)體系。真太陽(yáng)時(shí)體系與鐘表時(shí)體系累計(jì)一年的時(shí)間差稱(chēng)為歲差。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，歲差就是地球自轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)。在外力作用下，地球自轉(zhuǎn)軸在空間并不保持固定的方向，而是不斷發(fā)生變化。歲差是地球公轉(zhuǎn)和地軸運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的結(jié)果，這種結(jié)合決定了二分二至地球位置不是定點(diǎn)，而是在公轉(zhuǎn)軌道上不斷西移的動(dòng)點(diǎn)，從而導(dǎo)致地球公轉(zhuǎn)一周不等于太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度變化一周。

歲差可以使同一顆恒星的位置隨著時(shí)間的變化而發(fā)生變化。公元前150年前后，古希臘天文學(xué)家、西方古代天文學(xué)創(chuàng)始人喜帕恰斯就是通過(guò)比較他觀測(cè)到的星表和前人的星表中，發(fā)現(xiàn)了歲差。我國(guó)古代天文學(xué)家虞喜也在公元330年，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了歲差并加以精確的測(cè)定。

本作品為“科普中國(guó)-科學(xué)原理一點(diǎn)通”原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載時(shí)務(wù)請(qǐng)注明出處。