#时间的天文学#作者：*驰
六.天赤道、无穷远
七.日晷、地球仪、地球在宇宙中的姿态
八.日-地-影的连线，时间的刻度
九.计算太阳的东升西落
九.计算太阳的东升西落+
天文学，用数学、物理学准确的描述和解释每一种天文现象。所有的天文现象都可以用数学描述，从天赤道、地球仪、时间、到太阳的东升西落。在六~九章的内容中我们用到的几何证明比较多，大部分是初中数学几何的范围，第九章的难度最高，需要一些高中数学的基础知识。（第九章的内容可以跳过，直接进入后面的章节）
六，天赤道、无穷远
天赤道，地球的赤道平面向星空中无限延伸的投影就是天赤道。这个描述单一了些，更全面的描述应该是：所有与地球赤道平面平行的平面，在星空中的投影都是天赤道。这里面包括：地球上所有的纬度线平面；还包括通过太阳，与地球赤道平面平行的平面；还包括随着地球的移动，地球赤道在宇宙空间中移动的平面。
地球上所有的纬度线平面，向星空中无限延伸投影，都是天赤道。
通过太阳，与地球赤道面平行的平面，在星空中的投影也是天赤道。
所有这些天文现象的证明只需要数学中的无穷远。CD//OB，OA和AC相交于A点，当A点向无限远延伸后，OA//AC。
一个最明显的天文现象，1年天，猎户座东升西落次，无论我们的地球移动到什么位置，天赤道和猎户座之间的位置关系不变。这个天文现象说明两个问题，1.我们地球的自转是非常、非常稳定的；2.猎户座真的距离我们非常、非常遥远。所有的星星（恒星）、星座都距离我们非常、非常遥远。
七.日晷、地球仪、地球在宇宙中的姿态。
日晷，天文学中最重要的仪器和计时工具，日晷面倾斜对准天赤道，指针垂直于日晷面，指向南、北天极。
地球仪，人造天文学仪器，在户外将地球仪的赤道也对准天赤道，我们就可以复刻地球在宇宙中的真实姿态。
地球仪要作为天文学仪器，需要满足下面几个条件：1.夏至日，太阳直射地球北回归线，也要直射地球仪的北回归线；2.冬至日，太阳直射地球南回归线，也要直射地球仪的南回归线；3.春、秋分日，太阳直射地球赤道，也要直射地球仪的赤道。
满足上面所有的条件，只需要我们将地球仪的赤道对准天赤道，其他角度不行。而所有的这些天文现象我们都可以用数学几何证明。
日晷，就是地球仪的核心骨架，日晷面就是地球仪的赤道平面；日晷的指针就是地球仪的自转轴，指向南北天极。地球的南、北极连线就是地球的自转轴，地球南、北极的延长线就是南、北天极。日晷描述了地球的自转平面。
八.日-地-影的连线，时间的刻度
星空就是一个巨大的24小时刻度的时钟。而日-地-影连线在天赤道平面的投影就是时间（时钟）的基准线。以日-地-影连线的投影为基准将天赤道平面24等分，形成24小时刻度，刻度排列的顺序就是地球自转的方向。
地球也是这个时钟的一部分，只需要我们将中心的地球放大。
每一个城市的正南方（经度线）都是这个时钟的指针，指示着每一城市的时间，表示每一个城市时间的都是这个城市正南方（经度线）和日地影连线在天赤道平面间的夹角。
每一个城市都有自己的时间，为了简化时间的使用，我们开始使用同一时区计时，一定区域内使用同一个时区时间，这就是"时区-真太阳时"。
我们现在使用的是"时区--平太阳时"计时系统，是从"时区--真太阳时"计时系统演化过来的，这是我们对太阳时、恒星时研究的结果，演化过程可以直接浏览第十五章《太阳时、恒星时》。
九.计算太阳的东升西落，
九.计算太阳的东升西落+
真太阳时，虽然我们现在不再使用日晷计时，不再使用真太阳时的计时系统，但是真太阳时任然无处不在，真太阳是任然是天文学中最重要的计时系统。太阳的东升西落都是真太阳时，太阳每时每刻的位置都是真太阳时，我们可以测量它的时间，我们也可以计算它，计算地球上每一个城市太阳东升西落的时间和角度，计算每时每刻太阳高度角、方位角的变化规律。
九，利用辅助线，计算一个城市，在夏至日，太阳东升西落的时间和角度。配合不同城市的纬度的验证，我们就可以得到通用公式。通用于地球上的每一个城市、南极、北极都可以，通用于每一天，夏至、冬至、春秋分，也都可以。
九+，利用辅助线，计算一个城市，在夏至日10:00，太阳的高度角、方位角，配合不同城市的纬度的验证，我们就得到通用公式。通用于地球上的每一个城市、南极、北极都可以，通用于每一天，夏至、冬至、春秋分，也都可以，每时每刻都可以，10:00可以，12:00可以，23:00也可以，都可以求出高度角和方位角。
通过辅助线，我们就得到了天文学中最常用的球面坐标系转换公式。
注意：这里的时角T，以正北为0°，天文学中也有以正南为0°的，注意不同的起点公式会有不同。
球面坐标系转换，是现代天文学的基础，在天文学中有4个常用坐标系，地平坐标系，时角坐标系，赤道坐标系，*道坐标系，由于观测的需要，几个坐标系的坐标需要经常转换。这是很多人学习天文学第一课，而且在传统天文学中，学习球面坐标系转换，首先需要学习平面解析几何，空间解析几何，球面解析几何，平面坐标系转换，线性代数，最后是球面坐标系转换，其中很多内容已经是大学高等数学的内容了，这无疑增加了学习天文学的难度。这也是我们误以为天文学很难的原因之一。
其实球面坐标系转换，我们利用几根辅助线就可以解决了。
天文学，用数学、物理学准确的描述和解释每一种天文现象，是每一个中、小学生都可以学习的科学。因为我们已经花费了大量的时间学习数学和物理，剩下的只是如何正确使用数学去描述天文现象，用物理学去解释其背后的本质原因了。
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