三、观察太阳的周年视运动证明地球公转

很早以前，人们就注意到，太阳除了有东升西落的周日视运动外，还每天相对于恒星，不停地由西向东移动；在天球上沿一个大圆一年走一整圈。通过长期的观测研究，人们认识到这是地球绕太阳公转的反映，所以叫做太阳的周年视运动。如图 1—16 所示，内圆 a、b、c、d 代表地球绕太阳公转的轨道，外圆 A、B、C、D 代表天上的四个星座。当地球在 a 点时，看到太阳在星座 C 的方向。当地球运行到 b 点时，看到太阳在星座 D 的方向。同样，当地球运行到 c 和 d 点时，便可看到太阳分别在 A 和 B 的方向。显然，地球绕太阳公转一周，太阳也在星座背景上，向地球公转运动的同一方向运动了一周，即太阳的周年视运动。

但是，白天的太阳光很强，星辰淹没在太阳的光辉里，使人们无法直接看到太阳在星空中的这种视运动；而在夜晚，又无太阳，如何观察太阳的周年视运动呢？我国古代就发现了夜半中星的变更，从而推断出太阳位置的变

动。夜半中星，即半夜里所看到的正南方的星宿。根据太阳上中天时为中午， 下中天时为子夜，可知子夜时，正南方的星宿，恰好与当时太阳在天球上的位置相差 180°。经过长年累月的观测，发现在不同季节，夜半中星是不一样的。例如，在春分日，夜半中星是室女星座；在夏至日，夜半中星是人马星座；在秋分日，夜半中星是双鱼星座；在冬至日，夜半中星是双子星座。经过年复一年的观测，每年都是这样循环往复。夜半中星与太阳在天球上的位置相差 180°，如看到夜半中星是什么星座，就可以确定当时太阳在什么星座里。例如，当看到夜半中星是室女星座时，就可知道当时太阳在双鱼星座；当看到夜半中星是双鱼星座时，就可知道当时太阳是在室女星座等等， 从而推断太阳的周年视运动。

太阳周年视运动的轨迹称为黄道，黄道带（黄道两边各宽 8°的区域） 上有十二个星座。在我国黄道从春分点起算，每 30°为一宫，每一宫都有专门的名称和符号，称为黄道十二宫，见[表 6] 。

[表 6] 黄道十二宫

每年 3 月 21 日前后，太阳从天赤道以南来到春分点，也叫白羊宫第一点， 即“春分”，太阳黄经为 0°。6 月 22 日左右，太阳经过夏至点，也叫巨蟹宫第一点，此时太阳黄经为 90°，时值夏至。每年 9 月 23 日，太阳经过秋分点，也叫天秤宫第一点，太阳黄经为 180°，时值秋分。当太阳黄经增到270°时，约每年 12 月 22 日，太阳到达黄道的最南点——冬至点，也叫摩羯第一点。当太阳又一次回到了春分点，时间就过去了整整一年（回归年， 365.2422 日或 365 日 5 小时 48 分 46 秒）。我们在日历上常常看到“某时某

分”的字样，如 1989 年 6 月 21 日 17 时 53 分，这表示 1989 年 6 月 21 日 17

时 53 分时，太阳黄经为 90°；9 月 23 日 9 时 20 分和 12 月 22 日 5 时 22 分， 则表示太阳黄经为 180°和 270°的时刻；其它类推。

黄道十二宫和黄道带十二星座基本上是一一对应的，即白羊宫基本上对应于白羊座，双鱼宫对应于双鱼座等。因此，最初意义上的黄道十二宫，基本上就是黄道带十二星座。但由于春分点每年西退约 50 角秒多一点，71 年多西退 1°，经过两千多年，春分点早已不在（最初与白羊宫基本对应的） 白羊座，而是西移到双鱼座了。目前使用的星图中，虽然把春分点标在双鱼座内，（当然夏至点、秋分点、冬至点等，也分别移到了双子座和金牛座之间、室女座、人马座内）但那里仍然是白羊宫的起点。

黄道十二宫和黄道带上的十二个星座，虽然都在黄道上，而且名字、符号都相同，但它们之间却是有区别的。黄道十二宫是太阳的行宫，每隔 30° 是一宫，宫与宫大小相等；而黄道带上的十二个星座，却大小不等，它们各自排列成不同的星座图案。如最大的室女座，占天球 1290 平方度，东西跨黄道 44°多，最小的摩羯座，只占天球 414 平方度，而跨黄道宽度最小的天蝎座，跨黄道不足 10°。