24小时天文课

星空知道生活的答案！跟着巴黎天文台科普讲师，来一场24小时星空之旅！看看星星、月亮、太阳如何影响人们的日常生活。

天文学是一门令人着迷的科学，常常被认为遥不可及，实际上却与人们的日常生活有着千丝万缕的联系。在这本小书里，作者将带领我们穿梭于时空之中，从古埃及王朝到21世纪，从罗马到巴黎，再到格林尼治。 全书以一天24小时为线索，分为24章，每章提出一个日常生活中最常提及的问题，并以通俗的语言对此加以解释和概括，使读者可以更好地理解天体运动对日常生活的影响。 这些主题基本涵盖了整个天文学和相关科学的领域，包括球面天文学、天体力学、宇宙学、行星学、计量学、时间测量、光现象等。书中的基础知识可以帮助读者对这些领域形成一定的了解，启发读者建立对天文学的兴趣。

帕斯卡·德康，任职于巴黎天文台，是天文计算与信息服务部（SCAR）的负责人，自2015年起担任天文台技术委员会的工作人员代表，是法国《天文学》杂志成员，也是巴黎天文台讲师。专注于天文观测及天体历算，曾发表多篇天文学、天体物理学相关论文，擅长以通俗的语言做出专业的描述，为大众读者解释天文学的奥秘。

引言
00:00 61秒的一分钟
01:00 天文学家的发明
02:00 月食
03:00 黑夜是如何产生的？
04:00 凡·高了解星星吗？
05:00 月亮并非所想的那样圆
06:00 一周七天的名字从哪里来？
07:00 为什么地球有一年四季？
08:00 十二星座的歌声
09:00 谁发明了闰年？
10:00 日期不定的复活节
11:00 月球对潮汐的影响
12:00 什么是世界时？
13:00 日食：白天现身的月亮
14:00 炎炎夏日是糟糕的天气吗？
15:00 圣诞树顶的星星
16:00 阳光创造的“教”
17:00 夏至与冬至的悖论
18:00 天空为什么是蓝色的？
19:00 斋月和月亮的关系
20:00 制造错觉的月球
21:00 蓝精灵是如何诞生的？
22:00 月亮在哪里？
23:00 天外来客

     00:00 61秒的一分钟 你还记得自己在2016年12月31日23点59分的时候做了什么吗？很可能是慌忙地从睡梦中醒来，急切等待着进入2017年的倒数计时。 十，九，八，七，六，五，四，三，二，一，零……新年快乐！和其他千百万人一样，你飞快地在手机上敲击打字，向朋友们发送新年的祝福。然而，这一年来得有些早。准确地说，是早了1秒钟。实际上，2016年的最后一分钟藏着一个陷阱。它的特别之处在于这一分钟比平常的时间多出1秒—不是60秒，而是61秒。正确的新年即将开始方法应该是数两遍“零”。 是什么神秘的原因让这一分钟比其他时间更长，变得如此与众不同？又是谁决定在这一年的最后一分钟加上额外的1秒？ 是几个在巴黎工作的人，确切地说是在巴黎的国际地球自转和参考系服务处（IERS）工作的人。这几个人肩负重任，确保我们的手表和时钟保持准确，免于在分秒间产生偏差。他们的工作内容就是：一旦国际地球自转和参考系服务处决定增加1秒钟，他们就会在12月31日或者6月30日的23：59：59后将时间计数为23：59：60，在此之后时钟才会显示为00：00：00。 时间就是这样在不经意间增加了1秒钟。这让我想起一部由非洲童话改编的动画片—《叽里咕噜历险记》，其中的片头歌曲中有一句歌词：叽里咕噜并不高，胆子可不小。我们所说的这一闰秒就可以叫作“叽里咕噜的一秒”—自1972年以来，已经出现了27个这样的闰秒——以此校正标准时间。正因如此，太阳才能在正午时分升到天空很好。如果没有闰秒，太阳总有一天会在我们手表指针还在半夜时就升上天空：积少成多，分秒相加就会造成巨大的差异。 要理解闰秒的产生就必须知道时间是如何测量的。时间是一个永恒的问题。从实际的角度看，我们并不需要知道什么是时间，重要的是知道几点几分。对于人类而言，不论一件事是否有历史意义，记录时间都是非常重要的。记录时间可以让人们创造一段完整的历史，使人彼此相见，避免因为迟到而错过见面，还能测量或比较每段时间的长短，或者庆祝新年的到来。不论是对我们的文化还是历史，对个人、群体或是整个人类，时间的记录都必不可少。 测量时间需要以最准确的方式将每分每秒尽可能划分到最小单位。周而复始的自然现象构成了时间的第一层划分，最简单的例子就是地球自转，它的时长是通过太阳从同一方向连续升起的周期测量得出的。地球自转这个现象能够帮助我们定义一天有24个小时，每个小时有60分钟（parsminutaprima），意为“每小份的第一个”。 每分钟还会被划分成60等份，每份1秒钟（parssecundaminuta），意为“每小份的第二个”。“分钟”和“秒”这两个词在中世纪拉丁语中就已出现。1天也被定义为86400秒（一天有24小时，1小时有60分，1分有60秒，即60×60×24＝86400），这是基本的时间单位，这个时间单位将全部的秒数相加，以秒来衡量时间。这种方法是通过一个振荡器和用于计数振荡次数的设备实现的。 比如，一个基本的振荡器由摆垂构成，这个摆垂围绕一个指定的位置摆动。把一个小小的钢球或者铜球系在1米长的绳子一端，然后将它放在初始位置后松手，摆垂就会开始运动，每次摆动的时间是1秒，这不是非常奇妙吗？ 从摆垂开始运动起，只要计数小球摆动的次数就可以知道时间过去了多久。次数多少取决于连接小球的绳子长短。实际上它的长度不是1米而是993.93毫米，而且测量地点必须在巴黎，此时小球在24小时内摆动86400次。如果是在赤道，小球摆动一次的时间要比在巴黎摆动一次的时间长0.0015秒，在24小时内只能摆动86271次，这是因为地球在赤道对摆垂的引力更小，完成一次摆动需要的时间更长。为了使小球完成86400次摆动，我们需要将绳子的长度减少3毫米。 这种方法简单而且十分准确，能够同时定义以秒计算的时间单位和长度单位，这里所说的长度单位就是小球每摆动1秒所对应的绳子的长度。早在1670年，巴黎天文台杰出的天文学家阿比·皮卡德（abbéPicard）就曾提出这一方法。直到1672年，在前往卡宴1的一次天文探测中，人们才发现这一现象，小锤在赤道摆动1秒所对应的绳子长度需要减少3毫米。这一发现否定了此前“绳摆长短标准具有普适性”的观点。 在之后的一个世纪，为了更接近于摆垂每秒运动的长度，人们在1799年采用了新的长度单位—米，即1米等于通过巴黎的地球子午线的1/40000000。换句话说，我们取1/4巴黎子午线的长度，也就是这条经线上赤道到极点的距离，把这一长度分成1000万等份，每份就是1米，而且这1米非常接近摆垂每秒运动对应的长度。这也是地球周长非常接近于4000万米的原因。 1秒、2秒、3秒……为了测量连续时间内的摆动次数，摆垂必须是一个非常精密的系统。尽管如此，我们还是无法计数低于几分之一秒的时间。因此，为了提高时间测量的精度，就需要装配一个更快的振荡器，使它可以在1秒内摆动更多次，这和用刻度尺测量长度是同样的道理。刻度尺通常会准确到毫米，如果需要读到1/1