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太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？

审核专家：鲁暘筱懿行星物理学博士、国家遥感中心副研究员
一年有四季告诉我们地球在围绕太阳运动 。 你知道吗 ， 其实太阳本身也在银河系里围绕着银河中心运动 。
【太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？】那么 ， 是谁最先发现太阳也在绕圈的呢？他是怎么向世人证实这一点的？从古至今 ， 人类对星空的认识又有哪些变化？一起来看看吧 。
太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？
你熟悉的太阳系
太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？
银河系尺度下的太阳系运动
1
被打破的永恒
在说人类发现太阳也在运动的故事之前 ， 先问大家一个问题 ， 什么是恒星 ， 什么是行星？
相信小伙伴们一定会想 ， 这还不简单吗 ， 恒星能够靠核聚变自己发光 ， 而行星不会自己发光 。 此外 ， 行星会绕着恒星转圈 。
不错 ， 这是我们现代人对恒星和行星的理解 ， 然而在几千年前的古代 ， 人们可是不这么想的 。
当我们向天空望去 ， 会直观地发现 ， 一天之内太阳和月亮的位置会随时间不断发生变化 ， 而夜空中星星的位置却没有太大变化 。 最早古人认为星星的位置是不变的 ， 而日月会在天空周而复始地移动、运转 。
太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？
不过 ， 这个想法很快就被“打脸”了 。 古人通过更精细的观测发现 ， 星星的位置一直在发生着变化 ， 长时间来看 ， 群星好像在围绕着天空中的某一个点周而复始地旋转着 。
现在 ， 这个点被我们称为北天极 ， 大家熟悉的北极星在地球上看大致就在北天极的位置 ， 很早以前古人就认识到这个现象其实是由于地球自转引起的 。
太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？
延迟摄影下的星空 ， 星星会围绕北天极旋转
虽然星星的位置在时刻变化着 ， 但这并不能阻碍古人追求永恒的心 。
人们发现夜空里大多数星星都是一起同步围绕北天极旋转的 ， 也就是说 ， 这些星星虽然在运动 ， 但是它们之间的相对位置不会发生改变 。
不过 ， 却有五个“特立独行”的星星不和大家一起旋转 ， 它们的运动十分诡异 ， 与其他星星的相对位置也在一直改变着 ， 有时还会逆着其他星星的方向运动 。
于是 ， 古人把这些不和大家一起旋转的星星称为行星 ， 而把其他同步绕北天极旋转的星星称为恒星 ， 这便是人们最早对行星和恒星的定义 ， 而那五个“特立独行”的星星 ， 便是大家熟悉的金星、木星、水星、火星、土星 。
太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？
图中的金星和水星是行星 ， 其余为恒星 ， 虚线为黄道
故事当然不会这样简单地结束 ， 相传一位名叫马克罗比乌斯的古希腊先贤就曾提出怀疑 ， 他认为即便是恒星可能也不会老老实实地绕着北天极旋转 。
不过 ， 没有任何记载表明马克罗比乌斯确切地观测到了这种现象 ， 他的猜想也“石沉大海” ， 人类再一次关注这个问题已是2000多年后 。
2000年后 ， 爱德蒙·哈雷给出了答案 。 （没错 ， 哈雷彗星就是以他命名的！）
17到18世纪西方自然科学进入兴起阶段（牛顿力学的诞生） ， 人们不仅已对天体运动进行了大量的观测 ， 掌握了成熟的观测天体的方法 ， 牛顿还发明了当时最先进的反射式望远镜 ， 并在前人的基础上发现了支配所有天体运动的规律——万有引力定律 。
1718年 ， 哈雷通过汇总整理了大量前人的天文观测记录发现天狼星、大角星和毕宿五的位置与约1850年前的古希腊天文学家伊巴谷所描述的位置有半度以上的偏差 。
由此 ， 哈雷推测恒星之间并不是相对静止的 ， 一定也存在着相对运动 ， 这个现象被称为恒星自行 。
太阳系|地球在公转，怎么证明太阳也在公转呢？
埃德蒙多·哈雷：没错！我就是预测哈雷彗星周期的那个人
那么哈雷的推测是否正确呢？如果恒星之间也存在相对运动 ， 那么同样作为恒星的太阳会不会也在不停地运动着呢？接下来 ， 该轮到恒星天文学之父赫歇尔登场了 。
2
“奔跑”的太阳系
在哈雷发现一些恒星的相对位置出现变化后 ， 很快就有科学家提出了猜想 ， 认为远处的恒星如同行星一般 ， 一直在沿着某个轨道运动着 。
当时 ， 伽利略提出的运动的相对性原理已经深入人心 ， 因此也可以认为原处的恒星静止 ， 太阳系一直在不停地运动着 。
借着这个思路 ， 刚因为发现天王星而在天文界名声大噪的赫歇尔观测了7颗不同位置的恒星 。 借助观测数据和之前的一些关于恒星自行资料 ， 他得出结论：太阳正在向武仙座方向的空间运动着 。 这个结论可以说是刷新了人们的宇宙观 。


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