天文略述

天文略述我們站在地球上仰望星空，看到天上的星星好像都離我們一樣遠。星星就好像鑲嵌在一個圓形的天幕里。實際上，星星和我們的距離有遠有近，我們看到的是在個巨大的圓球上的投影，這個巨大的圓球就稱為天球。地球就懸掛在這個天球中央。

星星在天空中移動的方向並不是雜亂無章的，星星從東方的地平線爬上來，爬到最高點（中天），然後往西方沉下去。看起來就像整個天球圍繞著地球旋轉一樣。為了形容天上星體在天球上的準確位置，天文學家制訂了一套座標系統。 這套座標系統和地球上慣用的經緯度座標相似。是從天球赤道開始至兩極止，天球赤道是0度，向北至天球北極是+90 度，向南至天球南極是 -90 度。赤經的演算法較特別，和地球經度（由-180度至+180度）的演算法不同。天球赤道和地球赤道位於同一平面上，把地球自轉軸延伸到天球上的位置，就是天球的北極和南極。把地球的赤道伸延到天球上的位置，就是天球赤道了。在圖中，我們可以看到赤道與黃道的交接點；春分點。秋分點是太陽由北半天降到北半天的位置（太陽直射北半球轉換成直射南半球）。冬至日正午為太陽一年當中仰角最低的時刻，也是太陽在天球上最南邊的時刻。星球所發出電磁波總量稱為光度，而地球上收到星球的能量稱為亮度。星球的亮度不一樣，它們的光度有可能會一樣。亮度和光度大小成正比、和距離平方成反比。恆星會繞著北極星為轉動中心，平均每小時轉15度，其原因是地球自轉造成周日運動現象。而地球自轉造成星座每天看起來會由東向西繞北極星轉一周。恆星視運動方向與地球自轉方向相反，但是皆以北極星為中心。在赤道，恆星視運動軌跡垂直地表升落，一年裡頭可以看到全天所有的88個星座。由於地球自轉軸對準天球北極（也就是北極星所在），所以北極星的仰角等於觀測者所在地的緯度。由於地球自轉造成天體看起來繞北極星轉動，所以如果某星的周日運動都在地平線以上進行，它和北極星的張角應該在25°以內，否則會落到地平線以下。若觀測者所在地為赤道，赤道的緯度為0°，觀測者所見到眾多星星移動軌跡所構成的圓面，都會有是90°角度與水平面垂直。所以北極星的仰角為0°，所有天體周日運動軌跡會在此垂直於地平面。星團是由數十萬到數百萬顆恆星群聚所構成，離太陽最近的恆星為半人馬座的毗鄰星，是南半球天空的星球，仙女座星系和地球所在的本銀河系同屬於一群，大約由30個星系所構成的本星系群，宇宙越向外的空間越大，星系的數目越多，看起來也就越不明亮。月球自轉和繞日公轉的速度相同，所以月球都以同一面面向地球，但非地球以同一面面向月球，月球的盈虧現象主要是因為月球和地球不會發光，只能靠反射太陽光來顯示亮面，而當日地月三天體相對位置改變時，由地球看月亮或由月表看地球都會出現盈虧現象，而且當地球看月亮呈現「眉月」同時，月表上所見之地球則會呈現「凸地」，月「海」其實是由玄武岩組成的低地、顏色較深，較明亮的部分則是由長石為主要成分的高地。

地球公轉的軌道與黃道十二宮的示意圖地球繞日公轉軌道到夏至點，由地球往太陽方向看過去，太陽投影在雙子座。地球上背對太陽的時刻為子夜，面對太陽的時刻為午時，當地球位於春分點位置時，室女座在當天子夜過中天（對地球來說，此時室女座恰好和太陽反方向）。若太陽由正東方升起時，黃道十二宮中的某一星座正由西方落下，則半年後，此星座將與太陽同時升起。因為，除了地球自轉與公轉，太陽和星座固定不動；星座升落或季節改變都是地球運動的結果。

天球中心O與北天極的連結線(1)為地球自轉軸的延長線，地球自轉軸的延長線通過天球南北極點。直線(1)垂直的大圓(A)的名稱為天球赤道，天球赤道恆與極軸相互垂直。面對北天極的方向也就是面對北極星的方向為「北」方（交點c），(a)為南方、(b)為東方、(d)為西方。由於地球自轉同時也在繞太陽公轉，造成同一恆星每天提早約四分鐘升起。相對於距離地球極遠的恆星來說，當X恆星兩次出現在相同的位置時，地球恰巧自轉360度；但因為地球繞日公轉，太陽距離地球相對於恆星X近多了，所以地球如果以太陽為參考點，兩次正午之間地球必須轉動361度。

從左圖可知，黃道十二宮與天赤道的四象二十八宿只在春分點及秋分點相合，天赤道和地球赤道位於同一平面上。赤經是在天球赤道自西向東由0000小時至2300小時，赤經的每小時分為60分，每分可再細分為60秒（註：赤經的分秒並不等如角度用的角分角秒）。赤經計算的起點為春分點，春分點是天球赤道和黃道的兩個相交點其中一個（另一個是秋分點）。位於地球上的時間劃分，由於地球的傾斜而太陽光橫跨經度。而0經度只是一個均衡點，所以，必需把西經7.5度到東經7.5度定為零時區，由零時區分別向東與向西每隔15度劃為一時區，而子時橫跨二個小時，由太陽所照射到的第一位值算起，所以在零時區的前一個時區。二十四節氣是根據陽曆劃定，即根據太陽的黃道上的位置，把一年劃分為24個彼此相等的段落，與以四象二十八宿十二時辰毫無關係。
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