人類將地球自轉一圈,定義為一天,將地球圍繞太陽公轉一圈,定義為一年,一年就是目前地球大約自轉365圈的時間。
圖示:在網上找一張即演示地球公轉,又演示地球自轉的動圖可不容易,該圖出自Tumblr,作者未知,想感謝一下都找不到人。
但是小心地球的自轉在減速,因此用天這樣的單位定義地球年很危險,因為如果按小時算,地球年的時間相當穩定。但地球日的時間在時間的長河中卻在發生著巨大變化。有充分的證據證明,在大約45億年前,地球的一天只有5小時,即每5小時地球就自轉一圈,那時候地球的一年可就不是365天,而是差不多365*24/5=1752天!
之所以強調這個問題不是吹毛求疵,而是因為太陽要繞行銀心一圈,需要的時間相當漫長呢,如果用地球日作為計算單位,就得特別指明是當下的地球日,否則等太陽真的轉夠一圈的時候,地球上的一天,早已面目全非了。
好了,書歸正傳。當我們以太陽為中心時,太陽居於圖像中央不動。但這並非事實,事實是太陽同樣有著自己的自轉,並且圍繞著銀心轉圈,我們的確可以將地球日和地球年這樣的概念,推廣得到太陽日和太陽年。
太陽的自轉和公轉
首先,讓我們看看太陽的自轉。太陽的自轉和地球的自轉有所不同,因為太陽是一團氣體,這個巨大的氣體球自轉的時候,不同部分的自轉速度不同,因此太陽上不同緯度的地方,自轉一圈所需要的時間有所區別,如果用地球日(大約24小時)作為標尺測量太陽的自轉,那麼天文學家們得到的數據,見下圖。非常有趣的是,太陽的赤道雖然最大,但赤道上的氣體旋轉速度最快,它們每25個地球日就旋轉一圈,而太陽的南北極氣體旋轉速度最慢,大約35個地球日才旋轉一周。
圖示:太陽的自轉周期,不同緯度的太陽,自轉周期不同,這就是氣態天體和地球這樣的巖石天體的差別。
而太陽圍繞銀心的公轉嘛,此前數年網上流傳一張新的的太陽系動圖,這張動圖極具張力,展示了太陽在銀河系中飛奔的雄姿,不過該圖稍有瑕疵,首先沒有考慮到太陽系的傾角問題,其次太陽系的所有行星都差不多在同一個平面上,不會被太陽給拉下,不會有什麼延遲,否則太陽跑太快,就要把自己的行星給弄丟了。但也堪稱瑕不掩瑜,讓我們知道,地球不僅在自轉在圍繞太陽公轉,同時還伴隨著太陽在太空中飛奔呢,
圖示:太陽系相對銀河平面的傾角為大約60度
天文學家測算太陽的奔跑速度為大約為每秒47公裡,這速度真心不慢,換算我們更習慣的表達方法,速度高達828,000 km/小時。只不過,太陽系位於銀河系的邊疆,不知道是幾線城市,離銀心實在太遠,因此繞的圈子自然也就很大,但太陽到底需要多長時間才能繞銀心一圈,目前只有估算數據,是否靠譜,只有天知道。但有個數字總比沒有強,天文學家認為,太陽繞銀河一圈的時候,地球已經繞太陽轉了2億3千萬圈了。
圖示:奔跑吧,太陽!
然而,太陽真的在圍繞銀心轉圈嗎?
隨著更多天文現象的觀察,這一過去認為理所當然的認識,也在發生著變化。因為,銀河系不是一個簡單的螺旋星系,而是一個具有中心條狀結構的螺旋星系,中心條狀結構對螺旋星系的旋臂中恆星的運動有很大影響,這意味著太陽也許會衝出銀河系,也許會以另一種軌跡在銀河系中運動,未必一定會圍繞銀河系中心旋轉。
圖示:蓋亞衛星觀察到一些恆星正在衝進銀河系中,而銀河系裡也有一些恆星正在衝出銀河系的道路上。我們的太陽究竟未來的軌跡是什麼呢?沒人知道答案
實際上,按照最新的蓋亞衛星觀察數據顯示,有許多恆星正在銀河系的一些奇怪位置上運動,它們像一條河流般穿過銀河系。所以,目前我們真的不知道,太陽的未來運動軌跡到底是什麼,因此要說太陽年這樣的概念,也就成了純粹的紙上談兵。