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为什么地球自转一圈是 23 小时 56 分,而不是 24 小时整? 第1页

  

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因为地球不仅仅存在自转,还有公转。

这跟测量精度无关,一天(平太阳日)就是严格的24小时,86400秒。微小的天文学偏差由设置闰秒来调整,一般短则1年多则3年才会增加1秒。

地球的自转周期是23小时56分4秒,即86164秒,角速度为2π/86164;公转周期365日6时9分10秒,即31558150秒,角速度为2π/31558150。选取地球为参照系,太阳在天空中绕行的角速度为二者之差,0.0000727221rad/s,即2π/86400,24小时一圈。

这不是人为规定的,而是“天然”的运行周期。偏差在几千万分之一,而不是千分之几(23小时56分 VS 24小时)。

另外,由于地球公转轨道并非正圆,公转角速度其实是变化的,所以不同季节的视太阳日有上下几十秒的变化,这同样跟测量误差无关。


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随便 Google 了一张图:

地球在自转的同时,也在绕太阳公转。假设你站在红色箭头处,地球在 1 时太阳正好在你头顶。从 1 到 2 就是地球自转一圈,但由于地球的公转,地球转到 2 时太阳还没有回到你头顶,需要转到 3 那里太阳才会重新回到头顶。从 1 到 3,才是我们日常说的「一天」,也叫一个「太阳日」。也就是说,「地球自转一圈」的时间略小于「一天」,前者是 23 小时 56 分,后者是 24 小时。

实际上,从 1 到 2 的时间也有个名字,叫「恒星日」。我们考虑天边遥远的恒星,地球并不绕它们公转,所以这些恒星可以看成是固定不动的。如果你站在红色箭头处,地球在 1 时正好有一颗遥远的恒星在你头顶,那么地球转到 2 时这颗恒星就会再回到你的头顶。从 1 到 2 的时间,也就是「地球自转一圈」的时间,就叫做一个「恒星日」。




  

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