這是一個(gè)關(guān)系決定一切的世界，因?yàn)闆](méi)有什么能獨(dú)立存在于世。

即便冷漠如宇宙，也有一個(gè)又一個(gè)關(guān)系圈。它們是如此和諧地結(jié)合在一起，成為一種宇宙秩序。

而地球，之所以能春意盎然、生機(jī)勃勃，也全因?yàn)樗c太陽(yáng)的關(guān)系處得不錯(cuò)，不然也只能落得如金星、火星一般下場(chǎng)。

太陽(yáng)系內(nèi)，被群星羨慕的地日關(guān)系，遠(yuǎn)非地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)圈那么簡(jiǎn)單。實(shí)際上，地球也從未圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)過(guò)一次完整的圈。

地日之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，真可謂一言難盡！我們所謂的一年，可能只是個(gè)假象，你相信嗎？不變的北極星其實(shí)一直在變，還是三班倒！地球除了公轉(zhuǎn)，地軌還會(huì)繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，別不信？至于，什么地軸進(jìn)動(dòng)、地軌偏心率、冰河世紀(jì)的成因……處處都體現(xiàn)著地球的小心思。

何為一年？

地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)一圈即為一年，這是現(xiàn)在小朋友都知道的常識(shí)。

那怎么才叫旋轉(zhuǎn)一圈?

一圈總得首尾相接吧，即轉(zhuǎn)一圈后回到出發(fā)的起點(diǎn)，但以太陽(yáng)為參照物，地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)一圈后，從未回到過(guò)它之前的出發(fā)點(diǎn)。

因?yàn)樘?yáng)系里的所有行星，都會(huì)想水星那樣發(fā)生近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)，只是水星最明顯，進(jìn)動(dòng)速率達(dá)到了每年56角秒，而地球的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的速率只為每年11角秒。進(jìn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致公轉(zhuǎn)軌道的變化，雖然細(xì)微，但地球確實(shí)從來(lái)沒(méi)回到過(guò)原來(lái)的位置，所以從未跑過(guò)一個(gè)完整的圈。

那我們是如何確定一年開(kāi)始與結(jié)束的呢？

我們心中的年都是“回歸年”（tropical year）。

現(xiàn)在，我們對(duì)年最直觀的感知，除了生日吹蠟燭，闔家團(tuán)圓過(guò)春節(jié)，就是春夏秋冬的周而復(fù)始。那我們是如何確定四季？確定一年的時(shí)間呢？

最簡(jiǎn)單的方法，就是觀測(cè)太陽(yáng)的“日行跡”。日行跡就是一年中太陽(yáng)每日正午（太陽(yáng)直射點(diǎn)）在天空留下的位置變化。

如果你喜歡拍照，每天中午當(dāng)太陽(yáng)雄赳赳氣昂昂地傲立蒼穹之時(shí)，捕捉下它光輝偉岸的身姿，并記錄下來(lái)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)在天空最終形成一個(gè)8字形的路徑，即日行跡。它形成的根本原因，就是地球自轉(zhuǎn)軸的傾斜。

為了測(cè)量的方便，我們一般以8字形中間交叉點(diǎn)為起始點(diǎn)與終點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著天文學(xué)上的“二分點(diǎn)”，即地球赤道與黃道交叉的兩個(gè)點(diǎn)。當(dāng)太陽(yáng)在這個(gè)點(diǎn)時(shí)，地軸的傾斜方向恰好側(cè)對(duì)太陽(yáng)，所以晝夜時(shí)長(zhǎng)相等，也就是我們?nèi)粘Ｕf(shuō)的春分與秋分。

所以，回歸年就是指太陽(yáng)連續(xù)兩次通過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)間間隔，也就是我們?nèi)粘８兄哪辍?/p>

而當(dāng)太陽(yáng)位于日行跡的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，地球在其軌道上最大程度地向太陽(yáng)傾斜或背離太陽(yáng)傾斜，就形成了全年中白天最長(zhǎng)的夏至與白天最短的冬至。

以此方式測(cè)出的一年為365.24219天，即365天5小時(shí)48分46秒。這個(gè)值是121個(gè)回歸年的平均值，因?yàn)槊總€(gè)回歸年的時(shí)間長(zhǎng)短并不相等。

而真實(shí)的地球年應(yīng)該是“恒星年”（Sidereal year）。

在地球上，以太陽(yáng)與某一顆遙遠(yuǎn)恒星在同一位置時(shí)算作起點(diǎn)，當(dāng)太陽(yáng)再次回到這個(gè)位置時(shí)即為一個(gè)恒星年。

而這顆選定的恒星，一般來(lái)源于黃道十二宮，因?yàn)閺牡厍蛏峡矗?yáng)永遠(yuǎn)在黃道十二宮的星座中穿行。

但問(wèn)題是當(dāng)太陽(yáng)當(dāng)空時(shí)都是白天，我們?nèi)绾闻c背景的星星作對(duì)比呢？

古人的辦法是在夜晝交替的黎明，乘著天還沒(méi)完全亮?xí)r仰望天空，觀測(cè)升起來(lái)的星星。首先，一兩周時(shí)間里，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)星星們整體向上偏移，其次，星星們的位置變化與星相變化會(huì)具有非常明顯的周期性。

比如，在北半球，你永遠(yuǎn)無(wú)法在七月的天空中看到獵戶(hù)座，但到了八月，你就能很容易觀測(cè)到它了。用這種方法測(cè)出的一年為365.25636，即365天6小時(shí)9分鐘10秒。恒星年才是地球公轉(zhuǎn)的真正周期。

為什么兩個(gè)年測(cè)出來(lái)的時(shí)間不一樣？

兩個(gè)年之所以會(huì)有差異，是因?yàn)閮煞N計(jì)量系統(tǒng)的不同?；貧w年是以太陽(yáng)光的直射地球的周期變化來(lái)計(jì)算的，而恒星年是以地球?qū)嶋H的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)算的。由于地軸運(yùn)動(dòng)的原因，地球公轉(zhuǎn)一周不等于太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度變化的一周。

所以，一般恒星年應(yīng)用于天文，回歸年應(yīng)用于歷法。它們之間的時(shí)間差，稱(chēng)為歲差。

以天文學(xué)角度來(lái)說(shuō)，地球在太陽(yáng)與月球引力的共同影響下，地軸會(huì)緩緩地轉(zhuǎn)動(dòng)，就像一個(gè)要慢下來(lái)的陀螺，自轉(zhuǎn)的同時(shí)，其軸也在轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是地軸的進(jìn)動(dòng)真相。結(jié)果就會(huì)造成二分點(diǎn)每年以50.266角秒（約0.014°）的角度西移（退行），這導(dǎo)致恒星年比回歸年要長(zhǎng)20分24秒。

地軸在天空勾勒出一個(gè)圓形軌跡，周期大約是26000年，天文學(xué)上把這個(gè)周期稱(chēng)為大年或柏拉圖年。

這除了造成歲差，還會(huì)導(dǎo)致我們常認(rèn)為不變的“北極星”以26000年的周期變化著。比如，目前的北極星是勾陳一，而5000年前的北極星其實(shí)是天龍座的一顆恒星，12000年前北極星則是明亮的織女星。也就是說(shuō)14000年后，織女星將再次成為北極星。

另外，地球除了地軸傾角漸進(jìn)周期性變化，軌道也在周期性變化，它們共同造就了地球上的季節(jié)變化。

季節(jié)變化的主因是地軸傾角，但軌道變化也出了一份力。

雖然地軸的傾斜是季節(jié)更替的主要原因，但地球橢圓形軌道帶來(lái)的地日距離的變化，也對(duì)一年氣溫的變化帶來(lái)了影響。

地軸與軌道之間的完美組合，才有了如今人類(lèi)聚集地北半球的舒適氣候。

當(dāng)?shù)厍蛟诮拯c(diǎn)時(shí)，由于地軸的傾斜方向?qū)⒛习肭虮┞对谔?yáng)光下，南半球會(huì)有一個(gè)炎熱的夏天，而受陽(yáng)光照射較少的北半球會(huì)擁有一個(gè)溫暖的冬天；而在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，南半球又由于缺少陽(yáng)光照射進(jìn)入寒冷的冬天，而北半球大量暴露在太陽(yáng)光下，但因?yàn)檫h(yuǎn)，反而擁有更涼爽的夏天。只有當(dāng)?shù)厍蛟诙贮c(diǎn)附近時(shí)，由于地軸未向太陽(yáng)傾斜，南北半球的季節(jié)差異才會(huì)大致相同。總體來(lái)說(shuō)，北半球比南半球更舒適一點(diǎn)。

另外，由于其它行星的引力作用，地球的橢圓軌道也會(huì)慢慢地繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，以遙遠(yuǎn)的恒星群為參照物，每過(guò)11萬(wàn)2千年的時(shí)間，地球的橢圓軌道將會(huì)繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)一周。所以，以大視野來(lái)看，地球的軌道近似一個(gè)花瓣形。

綜合考慮地軸轉(zhuǎn)動(dòng)和花瓣形軌跡，在軌道旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，夏至點(diǎn)兩次出現(xiàn)在最遠(yuǎn)日點(diǎn)位置（最冷的夏天）大約會(huì)有5次，其時(shí)間間隔約為21000年。在這段周期內(nèi)，近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)到來(lái)的日期每年都會(huì)提前一點(diǎn)，平均每過(guò)58年，就會(huì)提前一天。

地球的軌道也并不是恒定不變的橢圓

在天文學(xué)上，地球軌道的扁圓程度是用“軌道偏心率”來(lái)衡量的。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，幾千年來(lái)地球的軌道一直在忽扁忽圓地變化著（雖然偏心率只有0.0167），原因當(dāng)然是各種復(fù)雜的行星之間的引力作用，尤其是木星和土星兩位老大哥。地軌偏心率的循環(huán)周期大約為10萬(wàn)年。

盡管地軌偏心率在變，但橢圓軌道的半長(zhǎng)軸始終未變。因此，一個(gè)恒星年的時(shí)間長(zhǎng)度一直是恒定的。當(dāng)?shù)厍蛟谲壍郎线\(yùn)行時(shí)，季節(jié)的持續(xù)時(shí)間取決于地軌的偏心率。當(dāng)?shù)剀壠穆史浅４髸r(shí)，處于軌道遠(yuǎn)日端的季節(jié)長(zhǎng)度會(huì)更長(zhǎng)。

除了軸向歲差，還存在轉(zhuǎn)軸傾角的問(wèn)題

地球赤道面與黃道面存在一個(gè)夾角，這個(gè)夾角會(huì)一直在22.1°到24.5°之間，以41000年為周期變化。目前夾角約為23°26′且正在減小。

這種夾角的變化與地球的冰河時(shí)期直接相關(guān)，上一次最大夾角出現(xiàn)在公元前8700年，下一次最小夾角將發(fā)生在公元11800年。

并且在地球公轉(zhuǎn)的過(guò)程中，其軌道也總會(huì)相對(duì)于當(dāng)前軌道面上下浮動(dòng)，循環(huán)周期大約為70000年。如果把整個(gè)太陽(yáng)系看成一個(gè)整體，以角動(dòng)量守恒定義一個(gè)太陽(yáng)系的“不變軌道面”，這個(gè)軌道面大致等同于木星的軌道面。地球軌道面也會(huì)與這個(gè)軌道面形成一個(gè)夾角，其變化周期為10萬(wàn)年，剛好與10萬(wàn)年的冰川周期吻合。

總之，科學(xué)家普遍認(rèn)為搖擺不定的地球軌道面，引起了太陽(yáng)光入射角度變化，導(dǎo)致了地球上冰川期與間冰期的周期性變化。

這就是我們熟悉的地球與太陽(yáng)之間那些不為人知的秘密。或許在未來(lái)，我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)它們之間更為深層次的關(guān)系。

畢竟偌大一個(gè)宇宙，地日系統(tǒng)太小了。我們以太陽(yáng)系視角都發(fā)現(xiàn)了這么多秘密，如果以宇宙視角，還能看見(jiàn)些什么呢？