【原】地球漂浮在宇宙中嗎？上下怎么來區(qū)分？它的下方又是什么？

星辰大海種花家 2019-10-23

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我們?cè)诘孛嫔系姆轿桓兄潜容^容易的，因?yàn)榈厍虻囊o了我們一個(gè)垂直向下的作用力，我們能站在堅(jiān)實(shí)的地面上就是引力的作用，而我們的視覺和前庭器官綜合感知下，將會(huì)對(duì)自身所處的方位與狀態(tài)有一個(gè)準(zhǔn)確的判斷！

但在太空中的微重力環(huán)境下前庭器官的感知已經(jīng)失效，唯一能參考的只有視覺，但在宇宙空間，任何位置都是繁星，我們以什么什么參考系來判定當(dāng)前所處的狀態(tài)？

宇宙中的上和下

前文說明上下的感覺是引力給予的，太空的微重力條件下我們無法以此作為依據(jù)。所以自身的感知已經(jīng)徹底廢了，不過這問題并不大，我們可以建立一個(gè)坐標(biāo)系來輔助我們來理解太空中的狀態(tài)！

在我們的習(xí)慣中，我們將地球自轉(zhuǎn)軸的的北天極指向定義為上，南天極方向定義為下，從網(wǎng)上搜到的標(biāo)準(zhǔn)地球示意圖都是北極在上，南極在下，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的理解？

大部分國家都在北半球
天文學(xué)早期是從北半球發(fā)展起來的

早期這是一個(gè)約定俗成的結(jié)果，而后期則演化成了一個(gè)赤道坐標(biāo)系，它包括的關(guān)鍵元素有如下兩個(gè)：

赤緯：δ
赤經(jīng)：α

赤道指標(biāo)系和地理坐標(biāo)系幾乎就一樣，它們共用一個(gè)基準(zhǔn)平面（赤道面）和極點(diǎn)（南北極），只不過一個(gè)來表示地球坐標(biāo)，一個(gè)來表示天球坐標(biāo)，但無論哪個(gè)，對(duì)我們理解上下的概念都沒有任何問題！

因此在近地軌道上，你可以參考赤道坐標(biāo)系，來對(duì)自己的狀態(tài)來作一個(gè)判斷！但這僅僅只能輔助你理解狀態(tài)，真正的上下并不存在！

更大范圍內(nèi)的方位判斷

前文所述在地球附近時(shí)我們可以用赤道指標(biāo)系來輔助理解是完全沒有問題的，但到了太陽系其他位置，因?yàn)闆]有地球這個(gè)參照物，我們?nèi)菀资シ轿桓校枰粋€(gè)新的更大范圍的坐標(biāo)系來替代它！

黃道面理解起來非常簡單，即以太陽為中心，地球公轉(zhuǎn)一周形成的平面稱為黃道面，太陽系絕大部分天體都在黃道面附近運(yùn)行，以它為標(biāo)準(zhǔn)判定自身的方位有比較強(qiáng)的代表性！那么如何來判定太陽公轉(zhuǎn)軌道平面的上下呢？

右手定則，非常類似我們判斷電流方向的右手盯著，手指指向旋轉(zhuǎn)方向，大拇指指向就是天體的北極方向（約定的北極方向，并不一定是指磁極）！

參考這個(gè)方法，我們很快就能搞定天體的北極方向在哪里了，而對(duì)于沒有磁場(chǎng)或磁場(chǎng)混亂的天體來說，這個(gè)非常簡單！

銀道面坐標(biāo)系

到了銀河系，太陽系黃道面坐標(biāo)又不太合適了，當(dāng)然我們可以參考建立一個(gè)銀道面坐標(biāo)系，比如也用自轉(zhuǎn)方向來判斷銀河系的北天極方向，然后理解下上下即可！

不過我們要稍微注意下，黃道平面和銀道平面有一個(gè)很大的夾角，所以各位發(fā)現(xiàn)的旅行者一號(hào)飛行方向在黃道面上有一個(gè)非常大的角度，這就是和銀道面大致平行的方向。

出了銀河系到了更大的尺度，比如超星系團(tuán)，甚至宇宙，您會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們又返回赤道坐標(biāo)系了，因?yàn)橹挥羞@個(gè)天球來表示這些方位也許是最方便，也最容易理解的！不過另一個(gè)銀道面坐標(biāo)系我們也常用，比如宇宙微波背景輻射圖！

把天球展開成了我們所能見到的平面，畢竟我們?cè)诙S平面上無法展現(xiàn)三維天球，而這個(gè)展開就像世界地圖一樣，數(shù)百年來我們?cè)缫蚜?xí)慣這種球面展開的表示方式了！

地球的上下左右又是什么？

地球是在太陽的引力場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)確的說是地球在太陽彎曲空間的測(cè)地線上運(yùn)動(dòng)，地球的速度剛好與之平衡，這是一條半永續(xù)的測(cè)地線，大家無需擔(dān)心掉入太陽的中！因此以漂浮在宇宙空間中定義是不準(zhǔn)確的！