地球不是24小时自转一周,也不是一年绕太阳一周。这是怎么回事?

小伙伴们有这样一个常识,地球24小时自转一周,地球绕太阳自转一周。如果现在有人告诉你不是这样,你肯定会认为这个人是骗子。

但事实是,这个人是对的,我完全同意这个人的观点!地球绕其自转轴转一圈真的不是24小时,而是23小时56分4.09秒;

其实我们历法中的一年并不是地球绕太阳转360°,只是转了359.986°,这还不够。为什么会这样?今天我们将了解地球在太空中的真实运动。

我们知道地球的运动包括两个方面:绕轴自转和绕太阳公转。

地球的自转给我们带来了太阳、月亮、恒星背景的升起和落下,也就是说,这些肉眼可见的明显现象,都是地球自转造成的。

而地球的公转带给我们的是四季的变化,以及夜晚星空背景的微妙变化。

季节的变化很简单。上图是阳光直射和斜射的区别。

当地球围绕太阳公转时,地球的北半球和南半球会有规律地朝向或远离太阳,这会带来日照时长和强度的变化,从而带来寒冷的冬天和炎热的夏天。

恒星背景的微妙变化是,当地球围绕太阳公转时,我们会看到整个恒星背景每天晚上都会从东向西偏移大约1,因为地球是从西向东绕太阳公转的。

也就是说,今晚我们将会看到天空中的星座。与前一夜相比,它们在天空中将偏移约1。

因此,当地球围绕太阳旋转时,我们在夜晚也能看到整圈的恒星背景,这也是为什么我们在夏天能看到特定的夏季星座,在冬天能看到特定的冬季星座。

如果不是很懂,可以看看下图。

你看,星星背景是固定的。当地球围绕太阳旋转时,我们每天晚上都会看到不同的恒星背景。你现在明白了吗?

以上是地球在太空运行时带给我们的一些最直观的感受。

下面详细说说地球的自转。为什么不是24小时?

为了更好理解,先放图!

上图是地球绕太阳公转自转时的样子。地球上的字母N表示我们从北极的视角。

从上图中地球第一天的位置可以看到,地球上的小白点与紫线对齐,红点指向太阳中心。

然后第二天,因为地球绕太阳运行了略小于1的距离,为了让地球上的红点对准太阳的中心,地球不得不多旋转一个角度,这个过程刚好用了3分56秒。加起来正好是24小时。

第三天也一样,为了让红点对准太阳中心,必须多转一个角度,也是24小时。

现在让我们看看地球上的白点。实际上是从出发位置转身,再回到出发位置,用时23小时56分4.09秒。这是地球自转一周的情况。

所以地球自转一周不是我们一天24小时。我们每天给地球自转增加3分56秒。

那么我们为什么要规定一天是24小时呢?一定要加3分56秒吗?

这意味着地球上的红点与太阳中心线对齐很重要。举个例子,今天中午12,我们抬头看到太阳正好在我们的天空的上方,也就是地球上的红点对准了太阳的中心点。

为了让太阳在明天中午12保持在天空的顶端,地球上的红点必须重新对准太阳的中心;

否则,明天中午12时,太阳在天空中处于东方位置,不会到达天顶。再过3分56秒就会到达昨天的位置,但是时间已经变成了12: 03: 56。

如果这种错误持续存在,有可能已经是半夜两点了,太阳还高高挂在天上。

那我们的时间有什么用?所以我们的24小时一天,其实就是地球自转一周的时间加上公转轨道上额外的1的自转时间。

作为一个理科爱好者,这一点应该很清楚。

所以一年不是绕着太阳转一圈。这是怎么回事?

我们对一年有两种定义,一种是恒星年,另一种是回归年。一个恒星年简单来说就是我们所认为的地球绕太阳公转一整圈,也就是360度,大约需要365.36天。

但是我们不用恒星年来确定地球上的历法,因为恒星年对地球上的农业生产没有帮助。

因为我们知道农业生产需要知道准确的二十四节气,比如春分、秋分、夏季至日、冬季至日,也就是上图中地球的四个位置。

如果按照恒星年来确定这两个春分点和至日点,那么每年的时间都不一样,非常混乱。因此,我们采用地球上的回归年,也就是我们的日历年。

回归年是从今年春分到明年春分的时间,大约是365.8+093天。比恒星年短,但地球实际上只绕太阳转了359.986。

那么为什么回归年比恒星年短呢?这是因为地球的春分点会浮在公转的轨道上。也就是说,没有指定位置。

原因是地球自转轴的岁差造成的。

我们知道地球的自转轴相对于黄道平面的角度为23.5度。正如文章开头所说,正是这个角度造成了地球四季的变化。虽然角度变化不大,但会绕地球的旋转轴旋转。

周期为26000年,即地轴的自转会导致春分点在公转轨道上的位置每年发生变化,称为漂移。

即从第一年的春分到第二年的春分,地球不绕太阳一周,春分提前20分24秒到达。这叫做岁差。

所以我们说的一年比地球绕太阳一周短20分钟,基本上每年都是这样。春分总是会顺时针漂移。

所以,作为一个科学人,下次你跟别人说一天一年的时候,你应该这么说,而不是说地球自转一周,地球公转一周。这绝对是错误的。