知识点地球子午线
子午线也叫经线，是在地面上连接两极的线，表示南北方向。经线和垂直于它的纬线构成地球上的坐标即经纬网。地球上任何一个地方的位置都可以用一条经线和纬线的交叉点来表示。所有的经线长度都相等。科学家把开始计算经度的一条经线「0度经线」叫做本初子午线，1884年的10月1日，在美国的华盛顿召开了国际会议。10月23日，大会通过一项决议向全世界各国政府正式建议，采用经过英国伦敦格林尼治天文台子午仪中心的，作为计算经度起点的本初。从0°经线算起，向东划分0°～180°，为东经度，向西划分0°～180°为西经度，1953年，格林尼治天文台迁移到东经0°20′25″的地方，但全球经度仍然以原址为零点计算。
地球的内在
我们由直接观察所知的地球差不多完全限于它的表面。人类在上面挖钻的最深处与全球大小比起来不过像苹果皮之于苹果一样。
地球内部的每1平方米都支持着一直到表面的1平方米的压力。地表面下不到若干厘米的地方这种压力就以吨计了，1千米深的地方大概是2500吨，100千米的地方就是25万吨了，这样一直继续到中心。在这种不可思议的压力之下，地球中部的物质被高度地压缩。那儿的物质也更沉重。地球的平均密度被认为等于水的5.52倍，但其表面密度却只有水的2~3倍。
关于地球的确定事实之一就是在表面以下的矿坑中，愈深处温度愈高。增加的比率依地域与纬度而各处不同，平均增加率是每下降约30米增高1℃。
这种温度的增加到地球中心时将怎样呢？回答这问题，我们可以说不能仅仅根据表面的情形。因为地球外部在很久以前就冷却了，所以我们不能在下降时得到很大的温度增加。从地球存在以来热量都被保持着这一点事实，表明中心温度一定更高，而近表面的温度增加的比率也一定会保持到更深的若干千米直到地球的内部。
依照这增加率来看，地球的20千米或25千米深的地方的物质一定是灼热的，而200千米或250千米以下的热度则一定足以熔化所有构成地壳的物质了。这事实使早期的地质学家认为我们的地球是一个熔化了的大块，正如一大块熔化了的铁，上面蒙了一层几千米厚的冷壳层，我们就居住在这壳上。火山的存在以及地震的发生都增加了这种见解的可靠性。
但在19世纪20年代，天文学家与物理学家收集了一些证据，似乎证明地球从中心到表面都是固体，甚至比同样大的一块钢还坚硬。这学说是开尔文爵士第一个提出的。他认为如果地球是被一层壳包着的液体，月亮的作用就不是吸起海洋的潮汐而只要将全地球向月亮的方向拉起来，却不改变壳与水之间的相对位置。
同样可靠的是那奇特的现象，地球表面的纬度变迁，这在下面我们就要讲到。不仅一个内部柔软的球体不能像地球这样旋转，甚至硬度不如钢的球体也不能。
那么我们如何能调和这固体性质与那不可思议的高温呢？看来只有一个可能的解决方法：地球内部的物质因那巨大的压力而保持其为固体。
据实验证明：强大的压力能提高物质的熔点，压力越大，熔点就越高。一块岩石到了熔点以后再加以重压，压力的结果使它又还原为固体。因此，我们增加了温度只要同时考虑压力的问题就可以使地球中心物质保持固体形态了。
地球的公转
哥白尼建立日心体系时，人们对他的观点是将信将疑的。后来经过许多科学家发展和完善，相信的人多起来了，但直到18世纪下半叶还有人提出：既然地球是围绕太阳运行的，在它从太阳的一侧走到另一侧时，地球上的观测者看到恒星的位置应该是不同的。
这好比我们站在河岸上观察对岸的宝塔，站立的位置不相同，看到宝塔的方向也不同。可是为什么没有人见到这种不同呢？
这里所说的恒星位置不同，天文学上叫做恒星视差。什么是恒星视差呢？天文学上的定义是：在地球轨道直径两端观测同一颗恒星，两条视线在恒星上所夹的角表征该星的视差。
测量恒星视差的天文学家是很多的，布拉德雷在测量恒星视差中竟是“种瓜”得了“豆”，弄得他又是喜又是忧。
1725年，爱尔兰天文学家莫利纽克斯在伦敦郊外安装了一架折射望远镜。它笔直地竖立着，宛如一个大烟囱。
这架望远镜是用来观测恒星的。莫利纽克斯的年轻的合作者布拉德雷认为，天龙座γ星很适合做这种观测。因为它在天顶附近经过时，它的身影从望远镜视场里飘过。
1725年12月14~28日，布拉德雷连续用这架望远镜对天龙座γ星观测了十多天，12月28日，布拉德雷发现，天龙座γ星的位置明显地向南偏移了。
见此情景，布拉德雷喜出望外，“这不是恒星视差向我招手吗！”他暗自想道。于是他日复一日、月复一月地紧紧盯住天龙座γ星，只要它在夜空中一出现，就记下它的位置。
天龙座γ星也讲“义气”，它给了布拉德雷极大的欢乐。在一年内，它先向南移，后向北移，位置移动了40弧秒，而且是在天空来回摆动的。
这不是视差位移吗？很像！但是，仔细一分析，它又不是。视差位移是地球绕太阳公转产生的，应该在12月份到达最南面，而天龙座γ星却在阳春烟景的3月份到达最南。
唉，真捉弄人，使人空欢喜一场！
这个捉弄人的问题，久久困惑着布拉德雷，使他百思不得其解。
“踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫。”1728年的一天，机会来了。这天布拉德雷泛舟在泰晤士河上，偶然间，他见到船桅上的旗帜不是简单地随风飘扬，它飘动的方向随着船与风的相对运动而改变。
由此他又想到雨中打伞的情景：如果将伞垂直地撑在头顶上，行走时雨点就会滴在身上，如果将伞稍微向前倾斜一点，身上就不会被雨淋湿。走得越快，伞应该向前倾斜得越多。
从这里布拉德雷悟出了一个道理：天龙座γ星的位置偏移不是视差位移，而是光线和地球绕太阳公转共同作用的结果。
他在写给哈雷的信中说道：“我终于猜出以上所说的一切现象（指天龙座γ星的位置移动）是由于光线的运动和地球公转所合成的。因为我发现，如果光线传播需要时间的话，一个固定物体的视位置，在眼睛静止与眼睛在运动，但运动方向不在眼睛与物体的连线上时将有所不同，而且，当眼睛朝各个不同方向运动时，固定物体的视方向也就有所不同。”
在这里布拉德雷把望远镜比作雨伞，把恒星射到我们眼睛里的光线比作雨点，而在雨中行走的人便是我们的地球。望远镜必须像雨伞那样稍微向地球前进的方向倾斜，光线才能沿望远镜轴线落到镜筒里。布拉德雷把这个倾斜角叫做光行差。
布拉德雷寻找的是恒星视差，而找到的却是光行差，真是种瓜得豆！不过，这个瓜豆易嫁，倒也有用，它说明了地球有公转。因为地球若是没有公转，也不会存在光行差的。
视差，的确是有的。在布拉德雷以前，之所以没有发现它，并不是它不存在，而是恒星离地球很远，视差角很小，当时的观测水平发现不了它。现在，许多恒星的视差已经测量出来了。找到了恒星视差，再一次证明地球在围绕太阳公转。
知识点视差
视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异。从目标看两个点之间的夹角，叫做这两个点的视差，两点之间的距离称作基线。只要知道视差角度和基线长度，就可以计算出目标和观测者之间的距离。因为人的左、右眼有间距，造成两眼的视角存在细微的差别，而这样的差别会让两只眼睛分别观察的景物有一点点的位移。人类之所以能够产生有空间感的立体视觉效果，恰恰就是这种在医学上被称之为视差的位移，在大脑中的有机合成。大开眼界，其实就是视差的作用结果。
寻找地球公转的证据
其实，要证明地球在围绕太阳公转，不必测出视差和光行差，只要留心一下四季星空和树影就行了。
但是，由于四季星空和树影是人们司空见惯的东西，所以数千年来并没有人从这个角度来考察地球与太阳的关系。但是，看似复杂高深的日地关系，跟我们司空见惯的四季星空和树影有着非常密切的联系。
晴朗的夜空有许多地球公转的证据。你看那深邃莫测、一望无际的黑色天幕上的星星，有的明亮，有的暗淡，有的发出红色光芒，有的光辉呈蓝白色。那些明亮的星星组成了一个个星座。
在一年当中，不同季节里天空出现的星座是不同的。夏季星空我们是最熟悉的，满天都是星，一条宽阔的银河像白带似的由南向北横贯天空，显得绚丽多彩，婀娜多姿。位于银河两岸的牛郎星和织女星翘首遥望着，特别令人注目，千百年来，留下了动人的鹊桥相会故事。
银河东南的牛郎星两旁各有一颗较暗的小星，与牛郎星几乎在一条直线上，民间称这3颗星为扁担星。银河西岸的织女星附近，4颗星组成梭子形状。在织女星的东南面、牛郎星的西北面有一个排列成“十”字形的天鹅座。天鹅座里有颗亮星叫天津四。
在银河南端，西边有个天空最壮丽的星座，形状像一只蝎子，它就是大名鼎鼎的天蝎座。天蝎座里有一颗红色亮星叫心宿二，我国古代称为大火星。天蝎座的东面是人马座，它的6颗星组成南斗六星，与北斗七星遥遥相对。北斗七星出现在西北方天空中。
随着秋天到来，夏夜星空渐渐偏向西方，银河从东北到西南跨越天空。天蝎座已在西南方地平线上想往地下隐去了。北斗七星也移到北方的低空或地平线下面。在东北方的银河中，可以见到仙后座。
在天顶偏南的方向上有4颗亮星组成一个大四边形，其中有3颗是飞马座成员，东北角上那颗亮星和其他一些星星组成仙女座。在仙女座里，有一团模糊的云雾状物质，它就是有名的仙女座大星云。由仙女座出发，沿银河往东北，就见到英仙座，它排列成“人”字形。
冬天的夜晚，东南方天空高挂着全天亮星最多的猎户座。它仿佛是一个威武的猎人，一手举着盾牌，一手提着棍棒，腰间还系着银光闪闪的腰带，佩戴着寒气森森的宝剑。我国古人称它参宿。从猎人腰带向东南看去，就是天空最亮的天狼星了。
古埃及人注意到天狼星和太阳一起升起的时候，不久尼罗河水就会泛滥。天狼星所在的星座是大犬座，它宛若猎狗在天空追击猎物。大犬座北面是一条“小狗”，它就是小犬座。从猎人腰带往西北是一条“金牛”，它是众星组成的金牛座。
金牛座中有1颗明亮的红色星球，我国人民早就认识它了，古人称它毕宿五。在这个星座里，还有许多星团聚在一起，肉眼看起来，似乎是拥抱在一起的七颗星，民间称它“七姐妹”，江南人也叫它“冬瓜子星”，天文上叫它昴星团。
日子一天天过去，送走了寒冷的冬天，春天像花枝招展的小姑娘，跳着、笑着来到了。春夜，狮子座最引人注目。狮子前半身由6颗星组成，它们组成的图形像一把弯弯的镰刀，或者像一个反写的“？”。“镰刀”东面3颗星组成一个三角形，它们是“狮子”的后半身。把它的前后两个半身连起来看，真有点像一头跃跃欲试的雄狮，要捕食前方的巨蟹呢！
大概因为狮子座是春天的象征吧，古埃及人非常崇拜狮子座。埃及著名的金字塔旁的狮身人面像，据说就是取“狮子”作身躯，“仙女”作头而凿成的。在狮子座北面，是家喻户晓的北斗星。
北斗七星在大熊座，它们又像一把勺子，“勺子”柄古人称做斗柄。斗柄所指的方向同季节有关系，《诗经》里写道：“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”
这是每天日落后2小时以内的情况。我们如果仔细观察就会发现，经过1~2个月，原来东方地平线上没有的星座从地平线下升起来了；原来东方地平线上的星座升高了；原来在南方天空中的星座移到了西方；原来在西方地平线上的星座没入地平线以下了。
上面叙述的现象好像是整个天空在从东向西移动似的。实际上这不是天球在从东向西移动，而是太阳在恒星间由西向东移动的反映。这种移动叫做太阳的视运动。而太阳的视运动正是地球公转运动的反映。
不但四季星空可以反映地球绕太阳公转，树影的变化也可以反映这个事实。细心记录一下一年内树木影子的长度，就会发现一个有趣的现象：同一棵树在不同的季节，影子的长短是不同的。
一般说来，冬天树木影子长，夏天影子短。仔细测量一下，每年冬至这一天，树木影子最长；夏至这一天，树木影子最短。夏至以后影子一天天变长，冬至以后影子一天天变短。
我们的祖先早就知道这种现象了，并且利用这种现象制造出仪器来测量一年的长度。中国科学院紫金山天文台上有一架叫做圭表的古代天文仪器，它就是利用太阳影子变化来测定一年长度的。
圭表圭表由互相垂直的两部分组成的：圭是用玉或铜刻制的长尺，沿南北方向平躺在地面上，表是直立的标杆。根据正午落到圭尺上的表影长度，就可准确地确定一年的长度和季节。
在河南省登封县有座巍峨的测景台。它是元朝著名天文学家郭守敬领导修建的，它本身就是一座巨型圭表。测景就是测影的意思。台高四丈（1丈=3.3333米），相当于高表。它北面是躺着的长圭，长十二丈八尺，上面有刻度。用这座巨型“圭表”测量季节和一年的长度，比以前的圭表更精确。
