在古代,有一種叫「日晷」的儀器,古人透過觀察太陽光影在日晷石盤上的位置,來判斷當時的時間。
古文說:「晷,日景也」,這裏的日景就是指太陽運動照射出的不同影子。
顯然,古時候人們就知道太陽一直在動。
不過,古代關於天文的智慧可不止體現在觀察太陽運動上,星星的變化也是如此。
例如人們出門會依靠北極星和北鬥七星來分辨方向,種地時會根據星星的多少來預測天氣。
奇怪的是,太陽每天都從東邊升起西邊落下,在天上一刻不停地運動,可我們看到的星星從古至今都在同一個位置,這是為啥呢?
接下來,本文將從以下四個方面來講解這個問題:
:1. 太陽咋運動呢?2. 銀河系的星星會動不?3. 為啥人們看到的星星好像位置沒變呢?4. 星星能一直保持大體位置嗎?
【太陽是怎樣運動的?】
大家都知道太陽是恒星,會自轉也會公轉。我們的地球會繞著太陽公轉,所以我們看到的太陽就是東升西落。
但事實上,太陽在銀河系中的執行距離遠超人們的想象。
太陽也會自轉,但自轉方式跟地球不一樣。
太陽是個大瓦斯球,不同緯度的地方自轉速度不一樣。在低緯度,太陽轉一圈要 25 天;緯度越高,轉得越慢,可能要 35 天才能轉一圈。
太陽一邊自轉,一邊還拉著整個太陽系一起跑,速度是每秒 250 千米,繞著銀河系中心公轉。這意味著,太陽在一年裏,能在宇宙中「狂奔」大約 70 億千米。
太陽在太陽系中跑得最快,但其他星星也不慢,比太陽慢幾千幾萬千米可以忽略不計,所以它們基本能和太陽保持相對靜止。
然而在浩瀚的銀河系裏,太陽系只是眾多恒星星系中的一員,太陽都有這麽快的公轉速度,那其他星系呢,是不是也在運動呢?
【銀河系中的星星會運動嗎?】
太陽眼中的銀河系是個極其浩大的體系,就像太陽系和地球的關系一樣。
所以銀河系裏除了太陽,還有很多很多的恒星,也就是我們平時看到的天上一閃一閃的星星。
這些星星確實會發生運動。
恒星、行星、衛星這些天體都會動,而且基本上都是自轉加公轉,只是運動的方向和速度大小有差別。
星體自轉是很普遍的,恒星自轉是因為形成時周圍物質吸聚逐漸積累。
恒星的形成與星雲物質有關,隨著時間的推移,星雲物質會發生反應,導致恒星核心區域的品質和動量發生變化,進而影響恒星的自轉速度。
在銀河系裏,恒星公轉的速度並不一樣,但基本上都能和太陽的速度媲美。
不過,有些恒星的公轉速度要比太陽快得多,比如 S2 恒星,它的公轉速度接近每秒 9000 千米,也就是說能達到光速的 3%,是太陽公轉速度的 36 倍。
所以說,銀河系裏的大部份恒星其實都在不停地運動。
那為什麽從古至今,人們看到的星星在天空中的位置好像都沒啥變化呢?
【人們看到的星星為什麽好像沒有發生位置變化?】
古代,人們最常利用北極星來辨別方向,畢竟它位於地球的正北方。
這個方法一直沿用到現代社會都還適用,難道這就說明北極星的位置一直在地球的最北方嗎?
上文說過,沒有天體是靜止不動的,這就意味著星星的位置肯定發生了變化,只是我們生活在地球上,用肉眼看星星,察覺不到它們位置的改變。
所以星星並不是沒有運動,只是看起來沒有動而已。而人們觀測不到星星運動的原因有兩個,一個是相對靜止原理,另一個是地球與星星的距離。
運動和靜止是相對的。
這就好比我們坐車出去玩,透過車窗能看到所有景物都在快速往後跑,這些景物對我們來說是運動的,而且速度還挺快。
看看和我們同在一車的朋友,會發現他們一直坐在座位上沒動,這時的他們對我們來說就是靜止的。
同樣地,地球在自轉的同時,也一直和銀河系一起同步運動著。
由於太陽系在銀河系中只占很小一部份,當太陽系運動時,其他恒星星系也在朝著相同的方向運動。
所以對於地球這個太陽系的一份子來說,在觀測其他恒星時,會覺得它們是相對靜止的。
還有個原因是地球和星星間的距離實在太大了,相比之下,星星的速度變化就顯得微不足道了。
咱們用眼睛能看見的星星,離地球最遠也就 1100 光年左右,可太陽系的直徑還不到兩光年呢。
這意味著我們看星星就跟看一粒沙子似的,所以就算星星一直在變,我們靠眼睛也很難註意到它位置的變化。
那麽,星星的位置能一直基本不變嗎?
【星星能一直保持它們的大體位置嗎?】
實際上,在銀河系裏,人們是用光年這個單位來計算恒星與恒星之間的距離的。
通常情況下,恒星之間的距離都在上百上千光年以上,有些甚至可能達到上萬光年。
所以我們現在看到的天空中的星星,其實是這些星星在幾百幾千年以前發出來的光,是它們幾千年前的模樣。
這意味著,就算星星位置因運動而改變,我們看到的可能是它幾千年前發出的光。
然而幾千年的時間對人類來說確實太長了,就算中華文明有上下五千年的歷史,在星星面前也只是眨眼之間。
因此,在人類的主觀意識中,生活在同一時代的人,從出生到死亡,他們所看到的星星在位置上基本不會發生變化。
以一百年為限,星星在銀河中移動的位置,於地球天空而言,可能僅有幾公釐,此變化完全可忽略不計。
所以這麽說的話,星星能基本保持它們的位置不變。
然而,宏觀來看,如果每十萬年或百萬年記錄一次星星在天空中的位置,就能看出位置的變化。
就拿大家都熟悉的北鬥七星來說,從古至今,人們都把它看作是一把勺子,但要是再過幾十萬年,這把勺子的形狀可能就會發生很大的變化。
因此,當太陽飛速奔跑時,每顆星星都沒有停止移動。
自古以來,人類一直依靠星星來辨別方向、預測天氣,星星在我們的歷史中始終熠熠生輝。
我們雖然看不見星星的腳步,但大家可以耐心等待,說不定很多很多年以後,會有小孩子指著夜空說:「瞧!北鬥七星就像一個碗!」