我们何时绕太阳运动得更快些

时间:2023-11-17 05:39:04

在巴黎,有一份报纸曾经刊登过这样一则广告:

每个人,只要付25生丁钱(法国的一种旧式货币单位,100生丁等于1法郎),就可以实现一次既经济实惠又毫无痛苦可言的旅行。

广告一经刊登,真的有人按照地址寄出了25生丁钱。没多久,寄出钱的人都收到了这样一封信:

先生,请记住并按照我说的做:安静地躺到床上,您知道,我们生活的地球,每天都在旋转运行着。在巴黎所在的纬度——49度——上,您每天运行的距离是2.5万千米。当然了,如果您想看一下沿路的美好景象,就请打开您家的窗帘,尽情欣赏这美丽的星空吧!

登广告的先生最终被人以欺诈罪起诉到法院,法院对他进行了判决,并处以罚金。据说,处罚结果出来后,这位先生戏剧般地站起来,引用了伽利略的话为自己辩解:

“可是,不管怎么说,它真真切切地走了那么远啊!”

从某种意义上来说,这位被告是正确的。人类只要生活在地球上,就在不停地绕着地轴“旅行”。还不止如此,与此同时,地球还在以更快的速度绕着太阳旋转。每天,地球都带着生活在它上面的所有生物,绕着地轴旋转着,同时,每秒在天体空间运行的距离是30千米。

这时,我们又遇到了一个更有趣的问题:我们天天生活在地球上,但是,你知道什么时候我们绕太阳旋转得更快吗,是白天还是晚上?

这个问题,其实并不是很容易让人理解。我们知道,如果地球的一面是白天,它的另一面就一定是晚上,那么,提出这个问题有什么意义吗?从表面上看,似乎真的没什么意义。

但是,这一问题的本意并非如此。这一问题的本质不是问整个地球什么时候旋转得比较快,而是问在浩瀚的宇宙间,生活在地球上的我们,到底什么时候运动的速度更快。这个问题就不是简单得毫无意义了。在太阳系,我们每天都在进行两项运动:在绕太阳公转的同时,我们还在绕地轴自转。这两项运动叠加到一起,得出的结果并非始终相同,这要看我们在地球白天的那一面,还是晚上的那一面来决定,如图所示。从图上可以看出,在午夜的时候,地球自转的方向和公转前进的方向相同,自转速度和公转速度要相加。但是,在正午的时候恰恰相反,地球自转的方向和公转前进的方向相反,实际速度是公转速度减去地球自转的速度。也就是说,在太阳系里,我们午夜的运动速度要快于正午的运动速度。

我们何时绕太阳运动得更快些

图 地球绕太阳旋转时,夜晚半球比白天半球的速度更快一些。

在赤道上,每一点的运动速度是0.5千米/秒,也就是说,在赤道地带的物体,正午和午夜的运动速度相差达到1千米/秒。再举个例子,对于在纬度60度上的圣彼得堡来说,这儿的居民,午夜运动的速度要比正午快0.5千米/秒,速度只有赤道地带的一半。这一点,只要学过几何学的人,就可以换算出来。