解析:到底是怎样的奥秘,让北斗七星环绕着北极星转得飞快?

小柒知识科普 2023-05-06 16:27:12

在北半球的夜空中,有两组星星非常引人注目,它们就是北斗七星和北极星。北斗七星是大熊座的一部分,由七颗亮星组成,形状像一个勺子。北极星是小熊座的一部分,也是天空中最靠近北天极的一颗亮星。如果我们用北斗七星的勺口两颗星连线,向外延伸五倍的距离,就可以找到北极星。

许多人都知道,我们可以用北斗七星和北极星来辨别方向和季节。因为从地球上看,北极星的位置几乎不变,始终指向正北。而北斗七星则随着地球的自转而在天空中旋转,当它的勺柄指向东方时,就是春天;指向南方时,就是冬天;指向西方时,就是秋天;指向北方时,就是夏天。

那么,为什么北斗七星总围绕着北极星转呢?这其实是一个视觉上的错觉。实际上,并不是北斗七星在转,而是地球在转。地球每天绕着自己的轴心旋转一圈,这个轴心就是地轴。地轴在空间中并不垂直于地球的公转轨道平面,而是有一个23.5度的倾角。这个倾角导致了地球上的四季变化和昼夜长度的差异。

由于地轴的存在,我们从地球上看到的夜空也会随着时间而变化。当我们看到一颗恒星时,其实是看到它在某一时刻与地轴相交的点。随着地球的自转,这个点也会沿着地轴旋转。因此,我们看到的恒星也会在天空中画出一个圆形的轨迹。这个圆形的轨迹叫作恒星日周运动。

恒星日周运动的半径取决于恒星与地轴之间的夹角。如果恒星正好位于地轴上,那么它就不会运动,始终保持在同一个位置。这样的恒星叫作极点恒星。如果恒星与地轴垂直,那么它就会画出一个最大的圆形轨迹。这样的恒星叫作赤道恒星。如果恒星与地轴之间有一个中间角度,那么它就会画出一个介于两者之间大小的圆形轨迹。

现在我们回到北斗七星和北极星。由于地球位于太阳系内部,在银河系中运动,在宇宙中运动,所以地轴并不是固定不变的。它会受到其他天体的引力影响,产生一种叫作岁差的现象。岁差就是地轴在空间中缓慢地旋转,形成一个圆锥形的轨迹。这个过程非常缓慢,需要约26000年才能完成一次。因此,地轴的指向也会随着时间而变化。

这就意味着,北天极的位置也会随着时间而变化。在历史上,北天极并不总是指向北极星。在公元前3000年左右,北天极指向的是御夫座的一颗恒星,叫作御夫四。在公元前1000年左右,北天极指向的是龙座的一颗恒星,叫作勾陈二。在公元前500年左右,北天极指向的是小熊座的一颗恒星,叫作小熊五。在公元前200年左右,北天极指向的是小熊座的一颗恒星,叫作小熊四。在公元1000年左右,北天极指向的是小熊座的一颗恒星,叫作小熊三。在公元2000年左右,北天极指向的就是我们现在看到的北极星了。

由于岁差的影响,未来的北天极也会发生变化。在公元3000年左右,北天极将指向仙王座的一颗恒星,叫作仙王六。在公元4000年左右,北天极将指向仙王座的一颗恒星,叫作仙王五。在公元14000年左右,北天极将指向鹿豹座的一颗恒星,叫作鹿豹四。在公元23000年左右,北天极将指向摩羯座的一颗恒星,叫作摩羯十九。

因此,在不同的时代,我们用来辨别方向和季节的星星也会不同。但是,在人类有记录以来的历史中,北斗七星始终是最常用和最方便的方法之一。因为它们相对于地轴和北天极都比较接近,所以它们画出的圆形轨迹比较小,变化比较慢。而且它们由七颗亮星组成,在夜空中很容易识别出来。

所以说,为什么北斗七星总围绕着北极星转呢?其实是因为地球在自转,并且地轴有一个倾角和一个岁差。这些因素导致了我们看到的夜空中恒星日周运动和岁差运动。而北斗七星和北极星只是这些运动中比较特殊和显著的例子而已。

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