地軸旋轉(zhuǎn)一圈的周期是25786年

行星除了繞日公轉(zhuǎn)，還有本身的自轉(zhuǎn)，以地球?yàn)槔?，所觀察到的所有天文現(xiàn)象，都是由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)引起的，由于地球自轉(zhuǎn)所觀察到的現(xiàn)象叫做“周日視運(yùn)動(dòng)”。

地球自轉(zhuǎn)看起來就像是整個(gè)天球都在轉(zhuǎn)，天球的旋轉(zhuǎn)中心在北天極，就是北極星附近。

北天極實(shí)際上就是地球北極在天球上的投影，由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以看起來天空中所有的恒星都是圍繞著這個(gè)北天極在旋轉(zhuǎn)的。

由于公轉(zhuǎn)所觀察到的現(xiàn)象叫做“周年視運(yùn)動(dòng)”，最直接的影響就是一年四季的變化，具體現(xiàn)象就是黃道的發(fā)現(xiàn)。

古人發(fā)現(xiàn)太陽在恒星天上的這個(gè)位置，每天都會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)微的差距，大約就365天左右才會(huì)回到原來的位置，這就是一年。

古人對(duì)“年”時(shí)間概念的定義：

第一種（恒星周期），就是通過太陽在恒星天上行走一圈的周期。

第二種（立竿見影），夏天正午的太陽升得最高，冬天正午的太陽相對(duì)比較低，高低就是仰角，正午12點(diǎn)抬頭看太陽的角度就是仰角。

古人在地上豎直立一支竹竿，太陽越高，竹竿的影子越短，太陽越低，竹竿的影子就越長。

古人就把正午時(shí)分竹竿影子最短的這一天，也就是太陽最高的一天，叫做“夏至”，就是夏天來了。影子最長的那一天，就叫做“冬至”。

古人就是把連續(xù)兩次太陽到達(dá)最高的時(shí)候或者最低的時(shí)候，這個(gè)周期也叫做“一年”，因?yàn)檫@個(gè)周期恰好也是365天左右

（恒星周期）與（立竿見影）存在時(shí)間差

第一種（恒星周期）定義的年，通過太陽在恒星天上的位置變化來定義的年，本質(zhì)是地球的公轉(zhuǎn)，地球這個(gè)地球每公轉(zhuǎn)一點(diǎn)，在地球上所看到的太陽在恒星天上的投影，它的位置就會(huì)變化一點(diǎn)。

地球不停地公轉(zhuǎn)，看起來就像是太陽在恒星天上移動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)一圈的時(shí)候，這個(gè)周期叫做“一恒星年”，大概是365.25636天。

而第二種（立竿見影）定義的年，本質(zhì)是地球在水平方向上繞日公轉(zhuǎn)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的。

假設(shè)太陽圍繞地球轉(zhuǎn)一圈，這就是一個(gè)“回歸年”，這個(gè)軌道叫做“黃道”，這個(gè)軌道所在的平面就是“黃道面”，傾斜的面叫做“赤道面”。

通過太陽高度定義的年，實(shí)際上就是由于地球的自轉(zhuǎn)軸不是正好垂直于“黃道面”的，而是有一個(gè)傾斜的角度（66?33＇）的。

所以地球的赤道面和黃道面，實(shí)際上是存在一個(gè)夾角的，這叫就是“黃赤交角”，角度是23?27＇。

正因?yàn)榇嬖谶@個(gè)交角，才會(huì)存在四季的變化，這是四季形成的最根本的原因。

當(dāng)太陽直射北回歸線，就意味著北半球接收到的太陽輻射就會(huì)更多，因?yàn)榇髿鈱?duì)于太陽輻射的折射和散射就會(huì)變少了，所以此時(shí)的北半球就是夏天。

南半球就是冬天，恰好直射北回歸線這一天，這就是北半球的夏至日，看到的太陽就最高。當(dāng)太陽直射南回歸線時(shí)，這就是冬至日，所以看到的太陽就最低。

通過這個(gè)立竿見影來制定的一年，也就是太陽連續(xù)兩次直射北回歸線或者是直射南回歸線的這個(gè)周期，這種周期定義的一年叫做“一回歸年”，大概是365.2422。

相比“一恒星年”（365.25636天），恒星年和回歸年每年相差了大概1224秒，就是回歸年比恒星年短了20分鐘24秒。

這個(gè)現(xiàn)象在天文學(xué)上叫做“歲差”，一年差20分鐘左右，不要小看這么微弱的差別，但是在很早之前，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)歲差的存在了。

我國的古人也很早就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象，并且我古人很聰明的，恒星年就叫做“年”，而回歸年就叫做“歲”。

最早就是通過立一根桿子叫做“圭表”，每年影子最長的時(shí)候“冬至日”對(duì)吧，到下一次的“冬至日”，叫做“一歲”，一歲嚴(yán)格來說就是經(jīng)歷了一回歸年。

未解之謎·“恒星年”和“回歸年”相差1224秒

根據(jù)上述“回歸年”太陽圍繞地球旋轉(zhuǎn)，水平的面是“黃道面”，傾斜的面是“赤道面”黃道與赤道相交于兩點(diǎn)，分別就是春分、秋分。

所謂的“回歸年”其實(shí)就是指太陽再次回到黃道上定點(diǎn)的時(shí)間，比如從春分點(diǎn)開始計(jì)算，到下一次春分為時(shí)間就是一個(gè)回歸年。

同樣是一圈的周期，為什么卻短了1224秒？

唯一的原因就是這個(gè)春分點(diǎn)提前了，意思是太陽還沒有圍繞到一圈，就已經(jīng)到了春分點(diǎn)了，因?yàn)榇悍贮c(diǎn)它向前移動(dòng)了，這就是形成“歲差”的直接原因。

春分點(diǎn)為什么會(huì)向前移動(dòng)呢？

其實(shí)不只是春分點(diǎn)，如把春分點(diǎn)定為0度，秋分點(diǎn)定為180度，這時(shí)所有的點(diǎn)都向前移了一點(diǎn)，所以古人把歲差叫做“分點(diǎn)歲差”。

這個(gè)分點(diǎn)和太陽的運(yùn)動(dòng)剛好是相反的，把春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)連成一條線，這條線它也是在輕微地轉(zhuǎn)動(dòng)的，這說明了地球的赤道面在旋轉(zhuǎn)，或者說地球的赤道面的法線在旋轉(zhuǎn)，也就是地軸在旋轉(zhuǎn)。

舉例說明：

地球地軸的旋轉(zhuǎn)就像一個(gè)陀螺一樣。

地軸旋轉(zhuǎn)的周期，也就是說地軸旋轉(zhuǎn)一圈的周期是是25786年，這就是歲差的周期。地軸的轉(zhuǎn)動(dòng)在物理上叫做“進(jìn)動(dòng)”，所以造成歲差的根本原因就是因?yàn)檫@個(gè)地軸的進(jìn)動(dòng)。

“進(jìn)動(dòng)”與“章動(dòng)”

• 進(jìn)動(dòng)

因?yàn)樽赞D(zhuǎn)軸和對(duì)稱軸它存在一個(gè)夾角，所以存在扭矩，如果地球是豎直轉(zhuǎn)動(dòng)的，它就不會(huì)這個(gè)出現(xiàn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，但是旋轉(zhuǎn)軸稍稍的傾斜一點(diǎn)，地球整體就會(huì)出現(xiàn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。

其實(shí)不僅是自轉(zhuǎn)軸的進(jìn)動(dòng)，地球的公轉(zhuǎn)軌道也存在進(jìn)動(dòng)，叫做“近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)”，地球環(huán)繞太陽旋轉(zhuǎn)的橢圓軌道，會(huì)整體有一點(diǎn)點(diǎn)移動(dòng)。

• 章動(dòng)

地球相對(duì)于月球和太陽的位置有周期性的變化，地球所受到的來自月球和太陽的潮汐力作用，也會(huì)有相同周期的變化。

使得地球自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)會(huì)出現(xiàn)緩慢移動(dòng)外，疊加上各種周期的幅度振動(dòng)，一個(gè)小范圍的波動(dòng)叫做“章動(dòng)”。

“進(jìn)動(dòng)”與“章動(dòng)”會(huì)造成天極位置影響

進(jìn)動(dòng)、章動(dòng)最直接的影響就是天極的變化，地球的自轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)，南北天極實(shí)際上也是在跟著出現(xiàn)位置變化，也就是說現(xiàn)在我們每年看到的北天極。

它都不是去年的北天極了，而是每過 25786年才會(huì)又回到原來天極的原點(diǎn)。

從17世紀(jì)末開始，近代天文學(xué)得到了快速發(fā)展，附著科學(xué)水平與技術(shù)的提高，漸漸地解決了一些古人留下來的未解之謎。

開普勒定律和萬有引力定律出現(xiàn)之后，解決了測(cè)量地球的質(zhì)量，以及如何測(cè)量天體之間的距離等一些難題，在未來還有很多有待用科學(xué)來解決的問題。