地球赤道是什么意思?(地球赤道是啥)

九、天球赤道

赤道是什么？赤道的意义是什么，让古人如此突出？

首先，从现代天文学的角度来看，天球赤道是天球上一个假想的圆，位于地球赤道的正上方；也可以说是垂直于地轴的大圆，将天球一分为二分为南北，理论上半径无限大。当太阳在天球赤道上时，昼夜处处相等，所以天球赤道也叫二分线或昼夜平分圆；当时北半球和南半球都在春分或秋分，太阳一年有两次机会在天赤道。

其次，从地球观测者的角度来看，天球赤道面是一个垂直于北天极中轴线的大平面，在天球直径所在的平面上，如上图所示。实际上，天赤道也起着重要的作用。我们的祖先很早以前就发现:放置日晷时，日晷的表面必须与天空的赤道平面平行；否则，太阳照射在针上形成的影子在每个时间的长度都不一样，针影不会在针表面做圆周运动，而是在黎明和黄昏时小时影子最长，中午时最短的椭圆运动。如果针影取的是椭圆而不是圆形，那么它就不能通过等分面部的弧度来等分每个时间段的持续时间，面部等弧长的每一段对应的具体时间长度也不一样，所以它不能准确的说出时间。因此，日晷面必须与天球赤道平面保持平行，天球赤道成为当时天文观测和应用的基准。

从现代天文学的角度来看，保持日晷指针指向北天极的原因是为了模拟太阳在地球赤道上的每日视运动轨迹。除了赤道，地球上每个地方的纬度都不一样。为了模拟赤道的影响，必须对当地的地理纬度进行相应的修正。在不借助其他工具的情况下，最简单的修正方法是将日晷针指向北天极，并保持日晷面与日晷针垂直，使日晷面与天球赤道平行，如下图所示:

之所以要通过模拟地球赤道在不同地理纬度上的效果来放置日晷，是因为地球赤道的中心和暮光圈是地球的球心，所以暮光圈把赤道分成了两个等长的半圆，从而使得赤道上的白天和黑夜在任何一天都是等长的。而且在赤道上，太阳在天球上每小时的运动轨迹基本相同，相应照射形成的阴影所画的弧长也是每小时相等的。因此，将表盘指针指向北天极，保持表盘平面平行于天球赤道，表盘针影就可以像把表盘放在赤道上一样走出等分效应，这样就可以通过区分表盘针影穿过的弧长来判断对应的时间跨度。

因为天球赤道在天文观测和日常授时中起着如此重要的作用，所以我们的祖先以天球赤道为基础设计了二十八星，以方便日常的授时工作。在当时的生产条件下，寻找天球赤道的方法是:通过观察星星从东方升起，将这些星星连接起来，就可以找到一个完整的天球赤道圈。而且确定四个方向也不难，比如正东，正北。只需使用一些简单的工具:

《淮南子·天文训》说，“是朝夕:先植一表，东操一表，但表前十步，使北联于观之日浮现。如果你一直走到太阳底下，你会在东边摆一张桌子。因为桌子在西边，可以看到日本人进北方，所以会设置在东边。两表与西表之间，物是人非。”意思是在半径为10步的圆弧上移动表杆，测量日出日落的位置，连线得到正东方向。如下图:

正东确定后，正南、正北所在的子午线也可以确定；如果需要进一步的精度，可以通过测量中午阴影是否最短来进行更精确的修正。子午线确定后，日晷的指针就可以沿着与子午线平行的方向排列了。然后，在黄昏时分，寻找标志性的亮星(如心宿二和楼宿等。)在正东方的地平线上。通过观察它们在黑夜中的轨迹空，可以大致规划出天赤道所在平面与地平面的夹角。保持日晷面与天赤道所在平面平行，在这个角度上，它在地平线之上；然后保持日晷垂直于日晷面，同时仍保持与子午线平行——这样，就制成了一套“日晷-子午线”天文系统。此时的日晷面可能并不完全平行于真实的天球赤道面，日晷针也可能并不指向北极，因此需要对日晷进行精确校正，才能正确报时。进行修正并不难，只需在白天定时测量针影的长度，直到确定无论在一天中的哪个时间，针影长度总是一样的——此时就可以确认日晷的面平行于天球赤道，针指向北极。

确定了天赤道之后，就要确定天赤道处的星距了。于是古人建立了以北天极为原点，以天球赤道为0纬度的经纬度体系。通过这个系统的划分，可以确定恒星在天赤道系统中的位置。退一步说，即使没有这套经纬线，也无妨测出赤道二十八星之间的距离。因为参考每颗星星与北斗七星的角度和距离，就可以确定每颗星星在天球上的位置。因此，建立天球赤道经纬度系统，确定二十八星之间的距离并不难。他们应该是和二十八星一起出生的。确定了二十八星在天球上的位置后，就可以手动计算恒星的位移，为以后确定黄道和制定“推步历”做了必要的准备。