Hipparchus.
尼西亚的依巴谷 (Hipparchus of Nicaea) 是希腊化时代最伟大的天文学家。他精确测定了朔望月与回归年的长度,并估算了地月距离与地球半径之比。
他还发现季节长度不均:冬至到春分 (冬季) 需 94.5 天,而夏至到秋分 (夏季) 仅 88 天。这与地心说太阳匀速圆周运动的假设相矛盾。为此,后世提出两种改进模型 (均动摇了地心说的形而上基础),并被托勒密体系采纳:
- Eccentric: 地球并不位于太阳轨道的圆心,而是有一定的 offset。
- Epicycle: 太阳围绕一个小圆旋转,而该圆的圆心又绕地球旋转。
他,与 500 年后中国的虞喜,还注意到一个很微妙的现象:分点岁差 (precession of the equinoxes)。
天球绕地球南北地轴旋转;同时,地轴 (或其指向的天极) 又以 25722 年为周期,围绕黄道轴 (或黄道极点 ecliptic pole) 缓慢转动!在此过程中,地轴与黄道轴的夹角 (黄赤交角) 保持不变,变化的是地轴的方位 (orientation)。
这种自转轴 (SPOILER ALERT here) 绕另一轴旋转的现象称为进动 (precession),其影响包括:
- 分点岁差:由于春/秋分点是黄道与赤道的交点,地轴进动导致分点沿黄道以每 72 年 1° 的速度西移。
- 恒星年与回归年的差异:恒星年是太阳相对于遥远恒星回到同一位置的时间;回归年则是太阳两次通过春分点的时间。因分点西移,太阳无需完成完整周期即可到达下一春分点,故回归年比恒星年短约 20 分钟。
- 北极星变迁:天极绕黄道极点缓慢旋转,使不同时期的北极星不同。
- 黄道星座漂移:分点不仅是空间点 (黄赤交点),也是时间标记。其西移导致星座对应日期偏移。例如,2 月 7 日原属水瓶座 (Aquarius),现对应其西侧的摩羯座 (Capricorn) —— 因春分点西移带动整个黄道时间标尺后退。