登陆注册
3503500000003

第3章 太阳的运动轨迹

太阳从东方升起,从西方落下,这样的情况一年只有两天。问一个人早上太阳从哪儿升起,他或者她通常会回答:从东方升起。同样他或者她通常也会说:晚上太阳从西方落下。事实上,一年中只有两天,太阳是从正东方升起,从正西方落下,即春分和秋分。从春分到秋分,生活在北半球的人看到太阳从东偏北的地方升起,从西偏北的地方落下。在夏至时这种现象尤为明显,太阳从东偏北最大的方向升起,从西偏北最大的方向落下。从秋分到春分,生活在北半球的人看到太阳从东偏南的地方升起,从西偏南的地方落下。在冬至时这种现象尤为明显,太阳向南偏离得最远。生活在南半球的人看到的情形与我们正好相反。

太阳在黄道上运动一周的过程就是我们经历一年的过程。正如一年中太阳的升降方向不断变化一样,每天同一时刻太阳在天空中的位置一年中也不断变化。夏至日,当太阳从东偏北最大的方向升起,从西偏北最大的方向落下,太阳在天空中走过了一年中最长、最高的轨道,因此夏至日是一年中白天最长的一天。相反,在冬至日,当太阳从东偏南最大的方向升起,从西偏南最大的方向落下,太阳在天空中走过了一年中最短、最低的轨道,因此冬至日是一年中白天最短的一天。在春分和秋分日,太阳走过了长短,高低适中的轨道,因此这两天昼、夜一样长。

春分和秋分是由单词“equinox”翻译过来的。“equinox”来自拉丁语,意思是“相等的夜晚”。现在的意思与此略有不同,它也用来指一年中昼夜相等的那两天。

夏至和冬至是由单词“solstice”翻译过来的。“solstice”来自拉丁语,字面意思是“太阳停止不动”。这需要解释一下,每个人都知道太阳不可能在天空停止不动,这里的“solstice”是指这样一个现象:每年从冬至到夏至,太阳一天内在天空中的轨迹越来越长,越来越高,到夏至时,太阳在天空中的轨道达到最长、最高,即太阳往北的运动趋势停止了。与此类似,每年从夏至到冬至,太阳一天内在天空中的轨迹越来越短,越来越低,到冬至时,太阳在天空中的轨道达到最短、最低,即太阳往南的运动趋势停止了。

许多文明都与太阳在天空中的位置和轨迹密切相关。在索尔兹伯里平原上,在新石器时代竖立的史前巨石柱至今已有3000多年的历史。今天,这些史前巨石柱仍然十分准确的标志出太阳在分点和至点升起及落下的方向。1000年前,有个本土的美洲人定居点科胡基亚,在密西西比河岸靠近今天圣路易斯的地方。今天科学家在那里的地面上发现这儿曾有一圈木桩。直到今天,霍皮人(美国亚利桑那州东南部印第安村庄居民)和安第斯山脉的土著人仍用平顶山和山峰记录下太阳升起及落下的方向。他们之所以这样做,实际和精神上的原因都有。太阳在天空中位置的变化即反应了天历,又告知人们何时耕种,何时收割以及何时举行重大的宗教仪式。

太阳的轨迹在天空中的变化是由于地球自转轴的倾斜造成的。当地球绕太阳公转时,地轴始终与轨道面保持倾斜。在夏至日的北半球,倾斜轴偏向太阳,因此太阳在天空中的轨道达到最高。6个月后,在北半球,倾斜轴偏离太阳,太阳在天空中的轨道达到最低。而在春分和秋分日,倾斜轴即不偏向太阳又不偏离太阳,所以太阳在天空中的轨道高低适中。以地球为标准,太阳比地球大得多。我们见到的太阳,直径有139万千米,如果把太阳比做一个金鱼缸,则需要100万颗地球大小的大理石才能填满。

太阳的化学成分十分简单。太阳包含了宇宙中所存在的大部分元素,但太阳主要是由最简单的元素氢组成。实际上,氢和氦组成了太阳质量的99.9%,其他的氧、碳、氮、铁等元素只占0.1%。

我们见到的太阳的表面实际并不是一个面。在我们看来,太阳似乎有一个固体的表面,并且有一个可测的边界。真实情况是:太阳是一个由气体组成的球体,没有固体的表面。我们看到的边界,只是由于在那儿,太阳气体的密度下降到使光透明的程度。在这个密度之上,太阳是不透明的,因此我们看不到太阳内部。虽然我们现在了解到这些,但天文学家仍然把这一不透明的边界当做太阳的“表面”,称作光球层。顾名思义,在光球层内,太阳放出的光子可以最终到达我们的眼睛。

太阳中心看起来要比边缘亮。这一现象称作暗晕,是由于我们看的太阳中心比边缘更厚,并且温度也更高。

太阳的颜色可以告诉我们它的表面温度。如果我们把一根铁丝伸进火炉里,烧几分钟后拿出来,会发现它发出暗红色的光。此时测量它的辐射温度,大约2760℃。如果我们把它放进火炉多几分钟,再拿出来,发现它发出亮黄色的光。此时测量它的辐射温度,大约6090℃。此时铁丝的颜色与太阳十分接近,太阳表面的温度也大约是6090℃。与此类似,其他恒星的颜色也暗示出各自的表面温度。如红星温度较低,蓝、白星温度极高。

太阳表面是有斑点的。望远镜观测的图像显示,太阳的斑点好像镶入水泥地上的鹅卵石一样。这是因为我们看到许多气体单元的顶部,这些亮的区域与美国得克萨斯州大小相仿,是热气流喷射上升的区域。而暗区域是冷气流下沉的区域。因为表面斑点的现象与米汤相似,我们又称其为粒状亮斑。

太阳的斑点聚成一团。通过研究太阳表面的大尺度运动,我们得出:斑点聚成巨大的、粗糙的多边形区域。物质常从区域中心涌出,向各个方向流动,在边缘又沉落。该区域常延绵到32200千米,我们又把它叫做超大斑点。

同类推荐
  • 未来的飞机(谷臻小简·AI导读版)

    未来的飞机(谷臻小简·AI导读版)

    由于世界经济的发展,交通运输业在近几十年中发生了巨大的变化,轨道交通、公路运输、铁路系统、桥梁和隧道、水运、航空、管道运输都发生了本质性的改变,本书就是用深入浅出的语言,由富有经验的科普作家撰写的关于交通的科普性文集。
  • 微生物:显微镜下的世界(青少年科学探索·求知·发现丛书)

    微生物:显微镜下的世界(青少年科学探索·求知·发现丛书)

    《青少年科学探索·求知·发现丛书·微生物:显微镜下的世界》讲述了自然界中各种微生物的奇妙故事。内容涵盖了有益有害的众多微生物种类,广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。这些有趣的微生物知识,既妙趣横生,又包含了丰富的科学知识。科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。
  • 农民十万个怎么做·生产生活篇

    农民十万个怎么做·生产生活篇

    《农民十万个怎么做·生产生活篇》主要内容涵盖四个方面:一是介绍生产管理过程中的方法,增强农民生产管理的本领;二是介绍在人际交往中如何处理好各种关系,提升农民的文明素养;三是介绍与消费有关的知识与方法,帮助农民更好地做出消费决策,形成文明健康的生活方式;四是介绍饮食保键的方法和有关注意事项,提高农民的身体素质。
  • 大自然的奥秘

    大自然的奥秘

    本书符合广大青少年朋友的求知欲望及猎奇心理的特点,非常适合青少年朋友阅读。向青少年朋友普及环境科学知识,鼓励他们开展各种丰富多彩的环保活动,才有利于帮助他们建立环保意识,让他们将环保意识转化为日常生活中的行动指南。只有提高青少年的环保意识,才能为实现能源的可持续发展战略提供坚强有力的人才保障;也只有通过他们的行动,人类赖以生存的环境才有希望得到改善!
  • 海龙大传:史前水怪真面目

    海龙大传:史前水怪真面目

    这是一部古生物的异志。它以“醒来”的化石为依据,向人们阐述着一段中生代的水下传奇。中生代的陆地上,逡巡的恐龙是绝对的霸主,天空则大半由翼龙主宰着,在广阔的海洋中,虽然有形形色色的鱼类畅游其间,但中生代的海生爬行动物才是海洋中真正的主宰者,它们就是海龙类的精灵们:有着“水下暴龙”之称的沧龙、眼如探照灯的大眼鱼龙、有着超长脖子的薄片龙、嘴如宝剑的神剑鱼龙、牙齿犬牙交错的滑齿龙、身着“露脐装”和“小热裤”的豆齿龙……
热门推荐
  • 圣道疯魔

    圣道疯魔

    天地法则适者生存,野兽法则弱肉强食,人族法则平等共生。
  • 无形刺杀

    无形刺杀

    密室、游轮、暴风雪山庄,经典推理小说场景一一再现。不在场证明、众目睽睽之下的谋杀、不可能的犯罪,种种炫目的手法纷至沓来。所有的线索与证据尽在眼前、侦探与真凶之间的智力竞赛、正义与罪恶的最终对决、谁将赢得最后的胜利?点开本书,欢迎来到本格派推理的世界!
  • 来自星空的神使大人

    来自星空的神使大人

    宇宙九大至高神级文明——伊,在进行多元宇宙间空间跨越实验时出现意外,导致混沌空间与多元宇宙之间的大领域壁垒不再稳定,混沌生命体大规模入侵多元宇宙。天外神使降临,是来拯救世界,亦或仅仅只是袖手旁观?地球,人类,在灾难夹缝中该如何生存?一切,尽在《来自星空的神使大人》
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 咱就是创世神

    咱就是创世神

    穿越成了创世神?父神终于圆满,超脱多元宇宙而去,作为最后一批神裔,不仅拥有前面兄弟姐妹天生的神性,还拥有创世的种子。有的创造魔法位面,有的创造血脉位面,有的创造巫术位面,只有我,这个小小的死宅穿越者,创造了游戏的世界。
  • 皇妻

    皇妻

    她,一个不受宠爱,还身怀‘孽种’的宰相府三小姐,在成为那个三小姐没一个星期,又被迫上花轿,嫁给当今的太子做妾。她,一个在太子府里备受欺凌的女子,却毫不放弃对生命的追求,原本以为自己可以和孩子平静的过一生,没想到他却突然改变了他的态度,他的温柔,他的怜惜,他的深情却让她陷入了感情的泥潭,也将她推向了残酷的宿命深渊……推荐希的三本完结文:【王爷的弃妃】地址:【下堂妻(古代篇)】地址:【独宠可爱娇妻】地址:希新开的新文《御妃》:
  • 暖暖的爱

    暖暖的爱

    简单的人物简单的爱,暖暖的印在心间
  • 欢迎回到这个世界

    欢迎回到这个世界

    在这片大陆上有着许多奇怪的人或物不要轻易相信自己的眼睛
  • 穿越之三世为魔

    穿越之三世为魔

    学霸张凡穿越游戏世界,历尽艰辛终成一代大天魔尊。不料遭遇属下陷害,与四位正道武林魁首交战于雪寒峰顶。一场血战精疲力竭,待他醒来--已是三百年后,一副残弱的身躯中…
  • 你我的无意和有意不及缘

    你我的无意和有意不及缘

    有些事情总是很微妙,有意的时候,并不会如你意;而无意的时候,它却又给你一个措不及防;也许,这才是生活……至于父母的这次选择,让林夏的人生有了很大的改变……收获了友情,明白了亲情,也懂得了自己的错误,重拾了那份她丢掉的……信心……