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众所周知，地球的自转产生了昼夜的交替，一昼夜就是一天。

众所周知，地球的自转产生了昼夜的交替，一昼夜就是一天。

如果有人问：一天有多长？

估计你会毫不犹豫的回答“24小时”。

如果再问：地球自转周期有多长？

记忆力稍微好一点的朋友应该不难回答“23小时56分4秒”。

那么问题来了：地球自转一周不是一天吗？那天结束后是24小时还是23小时56分4秒？

这个问题有以下两个变体，平时经常问，但本质和上面的问题是一样的：

1.是不是我们一天只有23小时56分4秒，但是为了日常习惯的方便，我们把一天近似为24小时？

2.对于时钟的刻度来说，一天转两次的显示时间是24小时，但实际上只需要23小时56分4秒，对吗？

今天和大家聊聊这个日常问题。

但在说这个问题之前，先说两个看似不相关的概念：——太阳时和恒星时。

当然，对于已经知道这个概念的人来说，以下内容可以有选择地浮动。

自古以来，人们日出而作，日落而息，太阳的影响非常明显。

现在我们都知道地球自转，导致昼夜交替；同时，地球绕着太阳转，导致一年四季都有变化。

人们把太阳在某个地方的正上方(以下简称“正午”)作为计时起点，把下一个正午作为终点。这两个时间点之间的时间差是一个太阳日，也称为真太阳日。

这里的“真太阳日”是指我们平时看到太阳升起和落下的一整天。由于地球的赤道面和黄道面之间存在一定的倾角，而地球的轨道又不是标准的圆(椭圆)，所以地面上不同地方每天的光照时间并不完全相同，也就是说“真太阳日”的持续时间是不同的。

为了使太阳日的持续时间有规律，人们把两个春分的时间差称为“太阳年”。

将另一个太阳年平均分成365天，得到一个相等的太阳日，称为“平太阳日”。

这样，平太阳日的日时长就完全相等了。

将另一个平太阳日分成24等份，每个等份称为一个“太阳时”。

显然，与真正的太阳日相比，这个太阳时严格来说应该叫“平太阳时”。

太阳平了，就是我们现在的一小时，也就是3600秒。

最后，人们把太阳年、太阳日、太阳时的计时系统称为“太阳时”的概念。

没有特别强调，“日”是“平太阳日”，“时”是“平太阳时”。

现在，问题出现了。

上面说的(平)太阳日真的是地球自转360度吗？

在古代，人们发现夜空中的星星并不是一成不变的。即使每晚同一时间观测，也有周期性整体“迁移”的迹象。

随着知识水平的提高，科学家已经精确测算出地球的自传体周期为——23小时56分4秒。这说明地球自转并不是我们一天的24小时时间。

如上图模型所示，当地球沿着公转轨道从A点到B点刚好自转一周(360)时，此时太阳对于地面观测者来说并不是天顶。过了一会儿，当太阳到达C点时，地球已经转过了360 59 ' 10 "的角度。

这样，一天(平太阳日)的时间就不能严格等同于地球自转周期，这对于统一授时非常不方便，而且对天文地理的精细研究影响很大，比如“差之千里”，所以人们需要相对更严格的授时制度。

恒星时间的“太阳时”是以太阳为参考标志的。因为太阳离地球比较近，所以它在一个自转周期内的公转距离不可忽略。因此，人们需要寻找一颗遥远的恒星作为参照物。

如上图模型所示，即使地球同步公转一周从A点转到B点，这颗恒星的距离也很长，所以对地球观测者来说没有视觉偏差。这样，地球自转的周期与第二颗恒星凌日(B点)的时间间隔完美重合，即这个时间差称为一个恒星日，也称为真恒星日。

理论上，随着地球公转位置的移动，任何真实的恒星对地球观测者都会有视觉偏差，所以是假想的无限星。

有“实恒星日”这个名称，相应的，有“平恒星日”吗？答案是肯定的。

在实际观测中，任何选定恒星的距离总是有限的，因此诸如黄赤交角、地轴章动、公转轨道等因素。总会导致观测结果的偏差。因此，人们只能尽量减少这种偏差，通过地面上的多个点来测量两个春分的时间差，并使之成为“恒星年”。

将另一个恒星年平均除以365天，得到一个相等的恒星日，称为“平恒星日”。

将另一个平恒星日分成24等份，每个等份称为一个“平恒星时”。

这样，一个扁恒星日太阳没有第二天的天顶，却是地球自转一周的真实时间。

不难理解，一颗扁星时间并不是我们现在的1小时，实际上只有3590秒左右。

最后，人们把恒星年、恒星日、恒星时的计时系统称为“恒星时”的概念。

没有特别强调，“日”是“平恒星日”，“时”是“平恒星时”。

回归问题“太阳时”和“恒星时”是两种不同的计时系统。两者相差354呢？如何将两者统一起来，才不会在日常生活中出现紊乱？

如上图所示，地球在太阳日的自转角度比恒星日多59' 10 "。按照一年中365次昼夜交替计算，地球自转约多359.9(即约一周)。

这说明地球实际上一年自转366次，也就是说一年有366个恒星日(按人们的作息是一个太阳年)。

是的，一年有365个太阳日，但是恒星日有366个。只是我们的历法和授时遵循的是昼夜交替的规律，所以在日常生活中不谈恒星日的天数。

本文到此结束，希望对你有所帮助。

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