太阳离地球有多远为什么总在东方升起
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发布时间：2023-07-28 09:06
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时间：2024-11-17 21:00
太阳离地球有多远为什么总在东方升起
太阳离地球有多远为什么总在东方升起，相信小时候我们都对太阳比较好奇，总会问太阳离地球有多远为什么总在东方升起？那下面我就给大家分享一下关于太阳的相关信息，
太阳离地球有多远为什么总在东方升起1
这也许是一件让人惊讶的事：在人类历史的大部分时间，我们对太阳几乎一无所知。我们不知道它由什么组成，又如何形成，亦或它如何制造能量。我们不知道它有多大，我们也不知道它有多远。
绕行太阳的我们距它大约1亿5千万千米，事实上，由于我们的轨道是一个椭圆形，这只是一个平均数。在最近的地方，地球离太阳1亿4千7百万千米；而最远的距离则会达到1亿5千2百万千米。
太阳系中的距离太大，以至于天文学家使用这个距离作为测量标准，从地球到太阳的平均距离就此被称为天文单位。天文学家不说冥王星距离太阳58.8亿公里，而说这有39个天文单位、或AU。
图解：尽管有所谓的黑滴效应使金星凌日的测量非常困难，但这种罕见的现象，长久以来仍是测量天文单位的最佳方法。
你可能会惊讶地发现，太阳到地球的距离仅在最近几百年才被确定。相关变量实在是太多了。如果天文学家知道它有多大，就可以知道它有多远，反之亦然，然而这两个数字都十分神秘。
古代的天文学家，尤其是希腊人，曾试图通过几种不同的方式估算到太阳的距离：测量地球上阴影的长度，或将月球及其轨道的大小与太阳相比。 不幸的是，他们至少估计少了10倍。
弄清楚到太阳的距离的关键来自金星，因为它会直接从前方越过太阳。这种罕见的现象被称为“金星凌日”，在108年间只会发生两次。一经发现，准确测量的最佳机会就在1761和1769年的金星凌日期间来了。天文学家被派往全球各地去观察金星开始及完全移过太阳正面的精确时刻。
通过比较这些时刻，天文学家得以通过几何学来算出我们离太阳到底有多远。他们最初的计算得出这个距离是24000倍地球半径。考虑到我们在现代测得的结果是23455倍地球半径，这还不赖。
现代天文学家可以使用雷达和激光脉冲来计算太阳系中天体的距离。例如，他们向水星这样的遥远天体发射强烈的无线电波束，然后计算出波从这一行星反弹并返回地球所需的时间。由于光速是众所周知的，往返时长就会告诉你这个行星有多远。
天文学确实帮我们找到了我们在宇宙中的位置。生活在许多的大谜团已经得到解决的时代，真是太好了。我迫不及待地想看看下一个要到来的发现是什么，尽管我现在还不知道。
相关天文知识
天文单位（Astronomical Unit，可写作au、ua、或AU）是一个长度单位，约为地球到太阳的距离。然而，地日距离会因为地球绕太阳旋转而产生变化，一年间会从最大值（远日点，aphelion）到最小值（近日点，perihelion）再回到最大值。天文单位最初被认为是地球的远日点和近日点的平均值，自2012年以来它被确定为149597870700米，或约1.5亿公里（9300万英里）。它主要被用于测量太阳系内或其他恒星周围的距离，也是另一个天文长度单位秒差距（parsec）的定义的基本组成部分。
太阳离地球有多远为什么总在东方升起2
如果我们身边有个比较懒惰的人突然变得勤快起来，我们总会这样调侃他“这太阳怎么打西边出来了啊！”意思这看上去不可思议很反常。在人们的生活经验中，太阳永远的都是从东边出来，西边落下。这是顽固不化的真理。
咱们先来说一说为什么太阳总是东升西落。其实道理很简单，这是由地球的自转造成的。地球的自转方向是自西向东。所以我们在地球上看到的是东升西落的。但是如果严格的说，太阳并不总是在正东方升起和正西方落下的。
地球上的晨昏线
但是由于地球的自转轴和地球公转轨道之间有一个66.5°的`夹角，因此在地球上不同的地点和不同的时间点上，地球上的日出并不是严格的正东方升起和正西方落下的。
在春分和秋分这两个节点上，太阳直射地球的赤道上方，这时候地球上的昼夜平分，都是12个小时。在春分日和秋分日，地球上的任何一个地方的日出都在正东方，日落在正西方。
不过在6月21日的夏至日的时候太阳直射北回归线，这一天在地球的北半球的大部分地区，太阳会在东北方向升起，在西北方向落下。这一天特别是在北纬66.5°的北极圈上，太阳会在正北方向升起，在正北方向落下，它会在天空中的运动轨迹会是一个圆圈。北极圈以内，则是太阳中日不落，极昼开始了。
太阳在天空中的轨迹
正好相反的是，这一天正好是南半球的“冬至日”。南半球的大部分地区，太阳在东南方向升起，在西南方向落下。南纬66.5°的南极圈的太阳则在正南方的地平下上露了一下头就马上又在南方落下去了。南极圈内的极夜开始了。
如果以南北方向为分界线的话，地球的大部分地区的太阳都是在南北分界线的偏东边升起，偏西边落下。不过在太阳系中有一颗星球就不一样了，这就是金星。在金星上就出现了我们认为的最不可思议的事情，“太阳打西边出来了”！因为金星的自转方向和地球正好相反，是自东向西。
太阳离地球有多远为什么总在东方升起3
地球是近似于球的椭球，在两极方向略扁，赤道方向略鼓。同时地球也在一个近似于圆的椭圆轨道上绕太阳公转。在公转的同时自转。因为我们研究的问题非常简单，所以假设地球是一个球体，地球绕太阳公转的轨道是圆形的，是可以的。同时我们也要假设太阳是不动的，虽然这可能与实际情况不符，但出于同样的道理，使我们所要探讨的问题变的简单。
好，太阳不动，地球在自转的同时围绕着太阳公转。地球以南北极的连线为轴自转。地球的这个自转轴和地球公转的轨道平面有一个倾角。正是这个倾角的存在，导致了北半球和南半球的春夏秋冬。这是后话，在这里暂时不涉及。
从北极方向俯视地球，地球的自转是逆时针的，从南极方向俯视地球，地球的自转是顺时针的。我们以北极方向俯视地球为例，地球的自转是逆时针的，中国位于北半球。当中国转到地球的背面，阳光照射不到的时候是夜晚。当中国转到地球的正面，阳光照射得到的地方，是白天。
太阳早上从东方升起的时候，距离第二天太阳早上从东方升起的时候，大约是一天，24个小时，对应着地球自转了一圈，回到它原来的位置，因此自转的周期也是24小时。24小时转过了360度，我们假设地球的自转速度是恒定的，（事实上大致如此，存在一些微小偏差，在此忽略不计。）很容易计算出每小时转过15度。这15度，对应的就是经线上的15度。这一个小时，也就是我们平常所说的一个小时的时差。所以我们说时差的时候，比如说北京和巴黎有4个小时的时差，就是说北京和巴黎在经度上隔了60度。是不是挺有意思？
假设在夏天，北京，每天早上6:00，太阳从东方升起。我们近似的可以这样理解，早上6点，北京正好转到地球的侧面，太阳光刚刚可以照射到它。6个小时后，中午12点，北京转到地球的正面，太阳光完全照射到它。再过6个小时，下午18点，北京转到地球另一侧的侧面，太阳光刚刚可以照射到它。再过6个小时，晚上24点，北京转到地球的背面，太阳光完全照射不到它。如此循环往复。在这里，我们有一个问题，夏天是昼长夜短，冬天是昼短夜长。为什么？
对于站在地球上的人来说，迎着地球自转的方向就是东，背着地球自转的方向就是西，指向北极的方向就是北，指向南极的方向就是南。我们平常所说的，上北下南，左西右东，就正好反映了这个位置关系。可是试想一下，如果我不是站在地球上，我站在地球公转的轨道平面上平视地球，我们就发现有趣的变化。北还是北，南还是南，太阳的位置是不变的，它为什么早上出现在东边，下午出现的西边呢？大家都知道，是因为地球自转。可是地球再自转，也不能把太阳从地球的东边搬到地球的西边去。就是说，在太阳系内，我们人类所规范的东西方向是没有意义的。
这个问题也好理解，我举一个例子。我们平时所说的上北下南，左西右东是不准确的，应该是前北后南，左西右东。我站在地球公转的轨道平面上平视地球时，北还是北，南还是南，西还是西，东还是东。此时是真正的上北下南，左西右东。好，这个时候我向后转，向后转之后我就看不到地球了，没关系，我们把自己平移到地球相对的另一侧去，让我们还可以看到地球。这个时候我们发现，转身之后，原来的西变成了东，原来的东变成了西。太阳根本就没动，导致这样的变化的是地球的自转。
所以准确的说，对地球上的我们来讲，迎着地球自转的方向是东，背着地球自转的方向是西。我们在宇宙空间的位置，由于地球的自转和公转，是无时无刻不在变化着的，真可谓是，坐地日行八万里。
