#时间的天文学#，作者：黄驰
一.正南方、天赤道
二.时间，真太阳时
三.天，高度的规律
四.日晷，相对运动
五.天，时间的规律
六.天赤道、无穷远
天文学，用数学、物理学准确的描述和解释每一种天文现象。天文学是一门空间科学，我们可以从多个视角描述同一天文现象，这样更有助于我们理解天文现象的本质。
天赤道，地球赤道在星空中的投影，星空中最重要的标记线。太阳、星星、星座东升西落的轨迹都是和天赤道平行的。其实这都是地球自转的结果，而赤道平面正是地球的自转平面。
天赤道在哪里？天赤道是从正东E，到正西W，经过正南方上A点的一条半圆弧线EAW。天顶Z，我们头顶的正上方，垂直地面，指向地心。天赤道弧线EAW与天顶Z之间，形成角度∠AOZ。而∠AOZ的角度值正是我们所在城市的纬度值。OP垂直于赤道平面，指向北天极（北极星）。
东、南、西、北，东方太阳升起的地方，西方太阳落下的地方，一天之中太阳的最高点在正南方，此时影子最短，指向正北方，其实东、南、西、北也是地球自转的结果。南、北极的连线是地球的自转轴，而东、西方向正是地球自转方向。地球的经度线，是正南-正北之间的连线，是地球表面连接南北两极的大圆线上的半圆弧。正东-正西的连线垂直于正南-正北。
从地球的角度看天赤道。
由于地球的引力，我们都是垂直站在地面上，地球上所有的重力垂涎垂直于地面，指向地心。
∴天顶到地面的垂线ZO指向地心G，
∵ZO⊥NS，∴ZG⊥NS
∴正南--正北的连线NS（地平线）是地球的切线，
OA，指向天赤道，
天顶和天赤道夹角∠AOZ是城市纬度。
我们生活城市的纬度是∠CGO，
∴∠AOZ=∠CGO；
∴AO//CD，AB//CD，
∴OA与地球赤道平行，
地球视角的证明方式：
OB是地球的纬度平面，与地球赤道平面CD平行，
∴OB//CD，
A点是OB的延长线，∴AB//CD，
∴∠AOZ=∠OGC=当地纬度。
两种视角的证明方式是可以相互证明的。
OP垂直于赤道平面，指向北天极（北极星）。
地球自转轴ns，也垂直赤道平面，也指向北天极（北极星）。
∵OP⊥CD，ns⊥CD
∴OP//ns
这里我们会发现一个问题，
天赤道，地球赤道向星空中的无限延伸，赤道平面CD指向天赤道；但是纬度线平面AB也指向天赤道，而且AB//CD。两条平行线指向同一个点？
OP⊥CD，ns⊥CD，∴OP//ns，但是OP，ns都指向一个点北天极（北极星）。这里我们只描述了地球上一个地点的观测到的天赤道、北天极。如果我们描述地球上所有的城市，得到的是同样的结果。为什么会是这样？数学为我们解释了这个想象的本质原因--无穷远。
无穷远，
纬度线OB，赤道CD，OB//CD，
A点是赤道CD的延长线，AO、AC相交于A点，
随着A点远离，∠AOC趋于0°，AO和AC趋向平行，
当A点无穷远时，天赤道，AO//AC。
同样的道理，OP//ns，但是OP、ns却都指向北天极（北极星）。
日晷，日晷的正式名称是“赤道式日晷”，日晷面倾斜指向天赤道，与地球的赤道面平行，日晷的指针指向南、北天极，与地球的自转轴平行，垂直于日晷面。从上面的证明过程中，我们可以看出为什么当日晷面对准天赤道后，就和地球赤道面平行了。日晷的指针垂直于日晷面，就指向了南、北天极，指向了北极星。
每一个城市的日晷都是对准天赤道，都和地球赤道面平行的，每一个日晷的指针都指向南、北天极，垂直于日晷面。每一个城市的日晷面都是平行的。
赤道平面，地球赤道所在的平面称为赤道平面，即过地心并与地轴垂直的平面，这是狭义上的赤道平面，是地球的自转平面。但是当我们从太空中看时，他不是一个平面，他是一系列与地球赤道面平行的平面。
随着地球围绕太阳的公转，太空中地球的位置一直在移动，赤道平面也一直在移动。
1年天，参考太阳，地球在围绕太阳公转，地球的位置一直在移动，我们可以看到地球赤道平面在星空中构建出一系列的平面。而且地球的自转是非常稳定，无论地球在什么位置，冬至、夏至、还是春分、秋分，地球的赤道平面都是保持平行的，并没有发生任何角度上的偏转。我们也可以认为赤道平面是以太阳为中心与地球赤道面平行的平面。
1年天，参考我们实际观测猎户座位置的变化规律，无论地球运行到什么位置，每一天，猎户座和天赤道之间位置关系都是一样的，也没有变化，而且所有星座都是这样。这个天文现象说明两点：首先，说明了我们地球自转的稳定性，赤道平面的移动是一直保持平行的。第二，说明的是猎户座和我们之间的距离非常、非常遥远。猎户座中的恒星大部分距离地球都超过光年，而地球和太阳之间的距离只有8分钟光程≈0.光年。这就是数学中无穷远的实际例子。
在所有的图片中，我们都放大了地球围绕太阳公转的比例，如果按照真实的距离比例0.:，太阳系都是一个点。
同样的道理，因为无穷远，1年天，无论地球移动到什么位置，我们的自转轴始终指向北天极，指向北极星。北极星距地球约光年，视星等1.98。
地球的自转是非常稳定的，如果地球的自转轴的倾斜角度变动了，我们可以想想一下我们看到的景象会发生什么样的变化。那么地球在宇宙中是什么姿态呢？
请看下一章：日晷，地球仪，地球在宇宙中的姿态。
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