在地球上用什麼方式可以看到黃道?為什麼?

右惜


地球上的人看太陽於一年內在恆星之間所走的視路徑,即地球的公轉軌道平面和天球相交的大圓。黃道和天赤道成23度26分的角,相交於春分點和秋分點。

在宇宙中,地球作為太陽系中的一顆行星,在不停地運動著,其運動是複雜的,但最基本的運動是地球的自轉和公轉。地球自轉是地球本身繞自轉軸自西向東旋轉。地球的自轉軸,簡稱地軸。地軸是假設的,但地球自轉時,卻彷彿有這根軸的存在。通過地心垂直於地軸的平面叫赤道平面,它與地球表面相割的大圓叫赤道。赤道把地球平分為南北半球。地軸穿過地心與地球表面相交於兩點,其中,位於北半球的交點叫北極,位於南半球的交點叫南極。地球繞軸自轉的同時,還繞太陽自西向東公轉。地球公轉的軌道是接近正圓的橢圓。這個橢圓所構成的平面叫軌道平面,亦稱黃道平面。地球一面繞軸自轉,一面繞日公轉。在這一過程中,地軸並不與公轉的軌道平面(黃道平面)相垂直,而是傾斜的,其夾角為66°34′。而地軸的傾斜方向在空間始終保持不變(平移),致使赤道平面與黃道平面不相重合(不平行),而呈傾斜狀態,其夾角是66°34′的餘角,即23°26′。這個夾角叫黃赤交角。地軸的傾斜和傾斜的方向不變,還導致了地軸對太陽的不同傾向,使地球上的太陽直射點在北緯23°26′到南緯23°26′之間來回移動。移動的週期為一年。這樣就造成了地球各地正午太陽高度和晝夜長短的季節差異,從而形成四季。





測繪地理信息研究


筆者雖然是數學老師,但也是天文愛好者,對回答這個問題很感興趣,談一下自己看法,不當之處,留言點評探索。

什麼是黃道

我們古代常說的“黃道吉日”就是指的黃道!所謂“黃道吉日”,就是太陽對地球的影響有利於人類生存的日子時間節點。亦稱“光道”

古人想象的太陽週年運行的軌道。即地球繞日公轉的軌道平面與天球相交的大圓。大約公元前八十年左右,我國有了明確的黃道概念,而且進行了以黃道為基本大圓的天體位置量度。

《後漢書.律曆志中》引漢石申《星經》:“黃道規牽牛初直鬥二十度,去極二十五度(應為一百十五度)。”

《漢書·天文志》:“日有中道,月有九行。中道者,黃道,一曰光道

。光道北至東井,去北極近;南至牽牛,去北極遠;東至角,西至婁,去極中。夏至至於東井,北近極,故晷短;立八尺之表,而晷景(影)長尺五寸八分。冬至至於牽牛,遠極,故晷長;立八尺之表,而晷景長丈三尺一寸四分。春秋分日至婁、角、去極中,而晷中;立八尺之表,而晷景長七尺三寸六分。此日去極遠近之差,晷景長短之制也。去極遠近難知,要以晷景。晷景者,所以知日之南北也。

《新五代史·司天考一》:“黃道者,日軌也。其半在赤道內,半在赤道外,去極二十四度。”

在地上測太陽日影,則得日照杆影二十四節氣太極圖。

圖 日照杆影二十四節氣太極圖

圖 天空“8”的日行跡+地上日影“太極圖”

所以,我們最終會得到這樣一副圖:天上的“8”字日行跡圖和地上日影“太極圖”,當然了,實際上太陽一年的運動週期,導致出現的同步天象遠不止這些,但是這兩者是最明顯的天文跡象了!

在地球上用什麼方式可以看到黃道

我們以“二十四節氣”和“黃道十二宮”為例,看黃道、赤道的觀測範圍:

圖 黃道和赤道

十二星次,因為二十四節氣根據太陽在黃道不同的視位置定的。古人把黃道附近一周天平分為星紀、玄枵等十二次,太陽運行到某次就叫某某某節氣(實際上二十四節氣表示地球在圍繞太陽公轉的軌道上的二十四個不同的位置。十二次對應十二宮。)

圖 西方黃道十二宮天象軌道、二十四節氣圖

(黃線為黃道,紅線為赤道)

通過上圖,我們可以看到西方黃道十二宮分佈在“黃線”的環形軌道上,黃道十二星座位於中國“二十四節氣”周圍,圖中的紅線為天赤道(即地球赤道投影),春分點的測定需要黃道和天赤道的升交點才能觀察到。

圖 黃道十二宮,黃道赤道圖

在上圖中,我們可以看到,由於西方的“黃道座標系”上空沒有天赤道,也就沒有天赤道的星座,自然無法測得“春分點”,而黃道十二宮的“黃經0度”是以春分點開始的。

圖 十二宮在天球上運動動態圖

從這個動態圖中可以看到黃道十二宮沿著黃道轉動,在沒有天球-赤道座標系統的時候,西方是怎麼繪製出全天空星象圖的?!

古代如何測“冬至、春秋分、夏至”呢?

中國古代是知道“黃道”概念的,雖然,中國是“赤道座標系”,但因為觀測“二分二至”就必然會知道“黃道”,“冬至點”的測定對於曆法起始相當重要,不可能不知道,在中國西周時期已經有“二至”、“二分”,這四個節氣已經對四季作了初步的劃分!

但,奇怪的是,西方使用的“黃道座標系”,為什麼卻沒有在曆法當中使用“二十四節氣”,尤其是“二分二至”,不知道這個概念,怎麼知道四季?怎麼定曆法?怎麼會有“黃道”,甚至是“黃道座標系”?不由得想問“黃道座標系”真的是西方發明的嗎?!

由於地球的自轉軸(地軸)與其公轉的軌道面成66°34′的傾斜。地球的自轉同它公轉之間的這種關係,天文學和地理學上通常用它的餘角(23°26′),即赤道面與軌道面的交角來表示。

可是,這個交角現實中很難測得,怎麼辦呢?

所以,我們需要“天球赤道座標系”,其實,前面已經提到了,現在再說一遍。

簡單的說,把天空想象成一個假想的大球,我們看到的天體都是這個大球上的投影,這個大球叫天球。地球公轉軌道在天球上的投影就是黃道,在地球上看去,就是太陽在天空中要經過的圓;天赤道就是地球赤道在天球上的投影;白道就是月球在天空中運行軌跡在天球上的投影。

圖 天赤道就是地球赤道在天球上的投影

因此,將地球赤道投影在天球上,通過觀察太陽與天赤道的相對位置來推算太陽與地赤道的相對關係。這樣就能觀測到冬至、春秋分、夏至。

圖 朔望月、春秋分、夏冬至、黃赤白道圖

所以,這個地球的地軸與公轉軌道面的傾斜,在地心天球上,則表現為黃道與天赤道的交角,並被稱為黃赤交角,又稱“黃赤大距”。不過,遺憾的是隻有中緯度地區才能觀察到地球有“傾角”這一現象呢!

一點感慨

中國古代天文學,在星佔、命理、醫學等中都有相應描述,常有人說中醫是玄學,其理論不可捉摸,這就是對中國傳統的無知。

而古代天文學的知識,在今天太少人知道了,明末顧炎武說:“ 三代以上,人人皆知天文.‘七月流火’,農夫之辭也;‘三星在天’,婦人之語也;‘月離於畢’,戍卒之作也;‘龍尾伏辰’,兒童之謠也。後世文人學土,有問之而茫然不知者矣,”(《日知錄》卷三十)。正因為如此,現在的很多中國人才不能理解中國的文化!

如果懂得中國古代基本的天文學知識,也就對很多中國文化能夠有所理解了。方能知曉古人並不愚蠢,懂得古人的時空觀念,也正是長期對天象的觀測,才能發出“天人合一”這樣的聲音!

星空和日月是古人認識宇宙的唯一手段,這一點上東方西方是有非常多相通點的,比如國外有黃道十二宮,中國有十二地支,中國有日晷,國外有Sundial,這種相似點不勝枚舉,都是源於對相同的客觀現象的觀察。但不得不提的是,當西方能夠將發展機械而獲得的精確計時系統與其發展玻璃而獲得的望遠鏡結合的時候(機械與玻璃都是源於教會修建主教堂的需求,鐘樓與彩色窗戶),在天體的認識上就將東方甩在了身後。

參考文獻:1.舞天玄姬,中國古代“天人合一”與日行跡(黃道);黃道、赤道的觀測範圍


中學數學深度研究


黃道是看不到的,只是理論上存在的一個虛擬的平面。

我們現在來發揮想象力。首先我們要知道自己生存的地球是一個球形的,而宇宙是廣袤巨大的。雖然宇宙是有限的,但由於地球在宇宙中實在太小了,我們可以把宇宙想象為無邊無際。

在這個無邊無際的宇宙中,存在著10萬億個星系和幾千萬億億顆恆星,我們太陽只是這幾千萬億億顆恆星的一顆普通恆星,地球只是太陽的一顆衛星行星,質量約太陽的33萬分之一。

我們還可以想象,以地球為中心,整個宇宙都包圍著我們地球,因此我們把圍繞著地球的宇宙這個球叫天球。

地球就在這個天球的包裹中,每天自轉一圈,每年圍繞著太陽公轉一圈。這樣從地球的視角來看,就好像是天球和太陽都圍繞著我們轉,每天天球轉一圈,太陽東昇西落。

這也是古代地心論的由來。

在一年時間裡,太陽就在以天球為背景的大屏幕上移動,一年正好移動一圈,從某顆恆星的位置轉一圈又回到某顆恆星的位置。這樣太陽在天球轉一圈就形成了一個面,這個面把天球切成了兩半,這個面就叫黃道面。

恆星其實也在不停的運動,但由於距離我們太遠,最近的也有幾光年,這樣它們的動與到我們的距離比較就很小了。

這樣看起來就變化極小,幾千年都幾乎沒變化,古人們認為它們是永恆不動的,所以把它們叫恆星。

這樣人類在天球上就有了恆星為參照座標,才能夠把黃道畫出來。

簡單的說,我們可以在紙上畫一個圈,中間是太陽,圈線上穿著一個小球,那就是地球,這個圈就是地球圍繞著太陽公轉的軌道,把這個圈刷滿黃色的顏料,這個黃色的面就是黃道。

這樣你就看到黃道了。

我們還可以想象一下地球就像一個足球一樣的自轉著,這個自轉有一個想象中的自轉軸貫穿著地球南北兩極,地球自轉就是圍繞著這個軸轉的。

自轉的球都有一個表面點隨著球的轉動產生軌跡最長的圓周線,一個正圓的球這個最長圓周線平面與軸是成90度角的。

地球自轉也有這樣一圈地表,這一圈就叫赤道。

由於地球的自轉軸沒有垂直於黃道面,而是與黃道面呈66°34‘的夾角,這樣地球赤道與黃道就沒有在同一面上,而是有一個23°26’度的夾角。

別小看這個夾角,正是這個夾角,使地球接受太陽直射位置在地球上不斷變化,形成了南北迴歸線,並由此產生了一年四季,氣溫冷熱溫暖交替,為生命的孕育和進化演化創造了必要的條件。

地球之所以歪著脖子轉,是因為剛誕生時與一顆約火星大小叫“忒伊亞”的行星相撞。

這個說來就話長了,不在本文討論之列,就此打住。

<strong>

時空通訊


看《易經》,學《老子》,不但能看到黃道,亦能見到吉日,能懂乾坤,了自然,知宇宙。

宇宙之規律既“人法地,地法天,天法道,道法自然”,“反者道之動,弱者道之用”。也就是說萬事萬物總不以人的意志為轉移,人應遵從自然,順其自然,絕對不能違備自然規律。

老子講“以無慾而觀其妙,以有語而觀其繳,同謂之玄,玄之又玄,眾妙之門”。


自然285589719


夠買一個地球儀就好了,上面有標註黃道。


卓之銘


赤道是與太陽光平衡的,只有黃道與太陽傾斜,才能有一年四季,太陽掃過子午線才會時間不會變。


分享到:


相關文章: