奇妙的地轉(zhuǎn)星旋

晴朗的夜晚，抬頭仰望，一顆顆明亮的星星就像是一顆顆鑲嵌在黑絲絨上的銀釘。滿天的繁星，除了少數(shù)幾顆是行星之外，絕大多數(shù)都是恒星，它們?nèi)齻€(gè)一伙，五個(gè)一群地在天空中組成了各種不同形態(tài)的美麗圖案。壯麗的星空，自古以來(lái)就吸引著人們的關(guān)注，引發(fā)了人們多少美麗的遐想。

眾所周知，由于地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周，造成了太陽(yáng)每天早上從東方升起，晚上又從西方落下的自然現(xiàn)象。因?yàn)檫@種現(xiàn)象是地球自轉(zhuǎn)造成的人的視覺(jué)效果，所以天文學(xué)上把太陽(yáng)的這種運(yùn)動(dòng)叫做周日視運(yùn)動(dòng)。月亮的周日視運(yùn)動(dòng)大家也很熟悉，所不同的是月亮每天升起的時(shí)間變化比較大，平均每天比前一天晚升起50分鐘。 像太陽(yáng)和月亮一樣，滿天的繁星也不是每天都固定在星空中某個(gè)地方不動(dòng)，它們也是每天都在作周日視運(yùn)動(dòng)，只不過(guò)很多人都沒(méi)有注意到恒星的這種運(yùn)動(dòng)罷了。

地球本身是個(gè)球體，整個(gè)星空也好像是一個(gè)碩大無(wú)比的球體，包圍著地球，即如古人所云“天似穹廬籠罩四野”。為了對(duì)星空研究起來(lái)更方便，天文學(xué)家就把星空想象成一個(gè)以地球?yàn)橹行牡那蛎?，并稱之為天球。地球不停地繞著自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)軸的北端總是指向天球的北極，即北天極，而另一端則指向天球的南天極。地球的自轉(zhuǎn)軸是貫穿南北兩極的一根軸線，當(dāng)然這根軸線并不存在，這是天文學(xué)家根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)而假定的。地球自轉(zhuǎn)軸無(wú)限延伸出去就成為天軸。太陽(yáng)、月亮和星星都圍繞著這根假想的天軸日復(fù)一日、周而復(fù)始地旋轉(zhuǎn)不停。想一想，這是一種多么奇妙而又和諧的自然現(xiàn)象啊，難怪美麗的星空引發(fā)了多少文人墨客對(duì)它傾注了多少思緒和感情。

我們身處北半球的人，在觀察星空的周日旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)北邊半空中有一顆星是永遠(yuǎn)不動(dòng)的，這就是北極星。對(duì)星空不太熟悉的人，可能還不能一下子就找到北極星。那我們可以通過(guò)大家十分熟悉的北斗七星來(lái)尋找。北斗七星是北方天空中十分醒目的幾顆亮星，它們排列的形狀酷似一只大湯勺，故得此名。找到北斗七星以后，將斗勺外邊沿的兩顆星連起來(lái)，并且朝斗口方向延長(zhǎng)5倍遠(yuǎn)，就能找到北極星了。北極星近旁沒(méi)有其它亮星，只有它孤零零地獨(dú)坐在北天極的寶座上，所以你一定不會(huì)認(rèn)錯(cuò)。

因?yàn)楸睒O星正好在天軸的方向上，所以北方天空中的星星都以北極星為中心，圍繞著北極星做周日旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。北極星附近恒星的周日視運(yùn)動(dòng)全部都在地平圈之上，我們稱這些永遠(yuǎn)不落到地平線以下的星為拱極星。嚴(yán)格來(lái)講，北極星也是一顆拱極星，因?yàn)樗捅碧鞓O并不重合，有 的距離，可是北天極附近只有這一顆亮星，所以就把它叫做北極星了。拱極星的多少與觀察地點(diǎn)的緯度有關(guān)，緯度越高的地方拱極星越多。如果在赤道線上，那就連一顆拱極星都沒(méi)有；而到了南北兩極，那就是滿天都是拱極星了。

有興趣的讀者如果能自己用照相機(jī)把拱極星的周日旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)拍攝下來(lái)的話，那將是一件非常有意義而又饒有趣味的事情。找一個(gè)空曠的地方，用三角架固定相機(jī)對(duì)準(zhǔn)北極星，膠卷要使用快速的，曝光時(shí)間至少在半個(gè)小時(shí)以上，得到的照片，就能看出拱極星的周日旋轉(zhuǎn)。如果能連續(xù)曝光幾個(gè)小時(shí)，那就可能得到非常漂亮的拱極星周日旋轉(zhuǎn)照片了。一個(gè)個(gè)大小不等、亮暗不同、以北極星為圓心的同心圓，真是美妙極了。

由于地球自轉(zhuǎn)的同時(shí)又在不停地自西向東圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，造成了恒星每天提早4分鐘升起的現(xiàn)象。這4分鐘不長(zhǎng)不短，三天五天不明顯，累積長(zhǎng)了變化就大了。每天提早4分，半個(gè)月就是1個(gè)小時(shí)，每個(gè)月2個(gè)小時(shí)，每個(gè)季度6個(gè)小時(shí)。6個(gè)小時(shí)，星星在天空中剛好旋轉(zhuǎn)90°，正好是星空的四分之一。因此人們往往用春夏秋冬四季來(lái)劃分星空，稱為四季星空。如果我們能經(jīng)常在天黑以后不久就觀察星空的話，那么你一定會(huì)看出春夏秋冬四個(gè)季節(jié)星空的變化情況。

在四季各不相同的星空中，北斗七星也是一個(gè)十分重要的標(biāo)志。春夏秋冬，北斗七星斗柄的指向各不相同。我國(guó)古代早已知道了這一點(diǎn)，古書(shū)中有這樣四句話：“斗柄東指，天下皆春。斗柄北指，天下皆夏。斗柄西指，天下皆秋。斗柄南指，天下皆冬。”當(dāng)然，這里所說(shuō)的斗柄指向，也是指天黑后不久所看到的。

（中國(guó)公眾科技網(wǎng)）