4: 地球、月球和天空
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有传言说，伽利略在撤回地球围绕太阳旋转和旋转的学说后离开宗教裁判所大厅时，在呼吸下说：“但它仍然在移动。” 历史学家不确定这个故事是否真实，但伽利略肯定知道地球在运动，不管教会当局怎么说。
正是地球的运动产生了季节，为我们提供了时间和日期的衡量标准。 月球在我们周围的运动提供了月的概念和月相的周期。 在本章中，我们在天文学背景下探讨了我们日常世界中的一些基本现象。
- 4.1: 地球和天空
- 地面纬度和经度系统利用了称为子午线的大圆圈。 英格兰格林威治皇家天文台的经度任意设置为 0°。 类似的天体坐标系称为右上升 (RA) 和偏角，0° 的偏角从春分开始。 这些坐标系帮助我们定位天球上的任何物体。 福柯摆是证明地球正在转动的一种方式。
- 4.2: 四季
- 熟悉的季节周期源于地球旋转轴倾斜23.5°。 夏至，太阳在天空中更高，其光线更直接地照射地球。 太阳在天空中停留的时间超过半天，可以使地球加热更长的时间。 在冬至，太阳在天空中很低，它的光线以更大的角度进入；此外，太阳升起的时间少于12个小时，因此这些光线加热的时间更短。
- 4.3: 保持时间
- 天文时间的基本单位是天——要么是太阳日（由太阳估算），要么是恒星日（由恒星估算）。 表观太阳时间基于太阳在天空中的位置，而平均太阳时间基于一年中一个太阳日的平均值。 根据国际协议，我们在全球范围内定义了 24 个时区，每个时区都有自己的标准时间。 国际日期变更线的惯例对于协调地球不同部分的时间是必要的。
- 4.4: 日历
- 日历的根本问题是协调日、月和年无与伦比的长度。 大多数现代日历，从公元前一世纪的罗马（朱利安）日历开始，都忽略了月份的问题，而是专注于通过使用闰年等惯例来实现一年中的正确天数。 如今，世界上大多数国家都采用了1582年建立的公历，同时想方设法与农历的月制共存。
- 4.5: 月球的相位和运动
- 月球的每月相位周期源于太阳照明角度的变化。 只有在夜间才能在天空中看到满月；白天也可以看到其他相位。 由于月球的旋转周期与旋转周期相同，因此月球对地球始终保持相同的面貌。
- 4.6: 海潮和月亮
- 每天两次的海潮主要是月球对地壳和海洋物质的力差的结果。 这些潮汐力量使海水流入地球两侧的两个潮汐凸起；地球每天都在这些凸起中旋转。 太阳的额外影响以及海岸和海洋盆地的形状使实际的海潮变得更加复杂。
- 4.7: 太阳和月亮的日食
- 太阳和月亮的角度大小几乎相同（大约 1/2°）。 当月球在太阳和地球之间移动，将其阴影投射到地球表面的一部分时，就会发生日食。 如果日食是全食，则来自太阳明亮圆盘的光线将被完全阻挡，太阳大气层（日冕）就会进入视野。 日食很少发生在任何一个地方，但它们是自然界中最壮观的景点之一。 月食发生在月球进入地球时'
缩略图：正如1993年12月9日亚特兰蒂斯号航天飞机上用鱼眼镜头拍摄的那样，地球在哈勃太空望远镜修复时悬挂在哈勃太空望远镜上方。 红色的大陆是澳大利亚，其大小和形状被特殊镜头扭曲。 因为南半球的季节与北半球的季节相反，所以澳大利亚的这个十二月是夏天。 （来源：美国宇航局对作品的修改）