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第4章 恒星日和太阳日

宇宙在时间上是无穷无尽的;时间本身没有起点和终点。假如用一根线段表示时间的任意一个段落,那么这个线段上的任意一点,都表示一定的时刻;而任意两点间的距离以及这个线段本身,都表示一定的时段。

时间的自然单位有3种:日、月和年。它们都是天体运行的周期。

地球不停地自西向东自转,同时沿着椭圆形轨道绕太阳公转。地球上由此产生了昼夜交替和昼夜长短的变化。随着太阳在地面上的直射点不断由东向西移动,昼半球和夜半球在相互交替中,白天变成黑夜,黑夜又变成了白天。

地球自转的结果,产生了天然的时间单位——日。日是地球自转一周的时间,比它更小的单位就是时、分和秒,都是日的等分。

一天的时间有多长呢?一天是24小时,这似乎是不成问题的。地球自转一周,到底需要多少时间呢?计算一天时间的方法,主要有恒星日和太阳日两种。

恒星日是某一恒星(或春分点)连续两次经过同一子午线平面的时间间隔。这是地球自转的真正周期。所需的时间是23时56分4秒。这叫做一个恒星日,是以恒星为标准来测定的,长度没有明显的变化,在天文观测上很重要。

但是,恒星日同人们日常生活、昼夜变化的节律不很适应。同人类生活关系最密切的是太阳,人们最关心的时间是太阳时。

人们平常说,一天24小时,是太阳连续两次经过同一子午线平面的时间间隔,叫做一个“真太阳日”。将一个真太阳日分为24等分,每一等分即为一真太阳时(或称视时)。由于地球在自转的同时还在绕日公转,一个太阳日,地球要转360°59′,比恒星日多59′,所以时间上比恒星日多分56秒钟。

地球公转的轨道为椭圆形,地球距离太阳有时近,有时远;公转的速度有时快些,有时慢些。这样,一天就有长有短了。一天有时超过24小时,有时却不到24小时,在使用上很不方便。人们在一年中长短不等的太阳日中,求得一个平均数来,这叫平“太阳日”,一般叫它“太阳日”。一个太阳日的24等分之一为一“平太阳时”。日常钟表所示的时间就是平太阳时。每小时分为60分,每分钟为60秒。这是人们日常使用的时间单位。

平太阳日和真太阳日两次经过同一子午线平面的时间间隔是不同的。最多能相差16分钟。一年中只有4天的时间间隔才一样。因此,很早以前巴黎的钟表匠在自己的招牌上写道:“太阳所指示的时间是骗人的。”

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