一天到底有多長

本文探討“一天的長度”,居間天文學家定義的“太陽日”與“恆星日”的差異:太陽日約24小時,恆星日約23小時56分,前者包含地球公轉與自轉的綜合效果,後者僅計入自轉。還提及通過原子鐘發現地球自轉有微小季節變化,人無法察覺。

一天到底有多長

天是我們熟知的時間單位,地球自轉一周就是一天,可一天到底有多長呢?其實在天文學家眼中,"一天"有著不同的含義。

在北半球,一個天體運行到正南方向時,我們稱這個天體位於"上中天"。太陽連續兩次上中天的時間間隔,就稱為一個"太陽日",其時間長度約為24小時。如果這個天體是某顆恆星,那麼它連續兩次上中天的時間間隔就稱為一個"恆星日",其時間長度約為23小時56分。也就是說,一個恆星日比一個太陽日短4分鐘。

這4分鐘去哪裡了?原來,因為地球在自轉的同時還有公轉,自轉方向和公轉方向大致相同。因此,太陽日把公轉和自轉的效果都合在一起,就是24小時。而恆星日只計入了地球自轉,因此短了大概4分鐘。

天文學家發現,無論太陽日還是恆星日,都不是一成不變的。如今世界上很多天文台都有極其精確的"原子鐘",它們利用原子穩定的振動來記錄時間,使天文學家發現"天"這個時間單位居然有些微小的變化:3、4月地球轉得稍慢,而8月轉得稍快。這點小小的變化人們根本無從察覺,只能用精確的原子鐘才能發現。