古人为何能观测到水星、金星和火星?
因为太阳系的各大天体运行并不完全同步;运行轨道也存在倾角,而非在一个绝对平面上,所以从地球看去,其他行星相对于太阳的位置是会发生变化的,水星、金星和火星自然也不会永远湮没在阳光中。
在地球上能用肉眼看见的行星只有五颗:金、木、水、火、土。其中金星和水星比木星、土星、火星要难观测一些,因为它们的运行轨道在地球轨道的内侧,始终在地球向阳面,不可能运行到地球的阴面,这就意味着夜晚是永远看不见它两的。
从上图中我们可以看出,在地球绕太阳公转一周的过程中,除了金星和水星,其他任何行星都总会有一段周期是位于地球阴面的,此时它们会出现在夜晚的天空。
而地球公转一圈需要1年,于是这段周期也并不短暂,这就有了充分的观测条件,因此古人能看到火星并不奇怪。
至于说地球轨道内侧的金星和水星,它们虽然相对地球而言始终与太阳在同一侧,但由于跟地球的绕日周期不同步,因此在不同季节,它们与太阳之间的距离也仍然是在不断变化的,同时它们的大小和亮度也会有所不同。
就如上图所示,
金星或水星在轨道的不同位置时,从地球上看会有不同的视觉感受。
而前面说过,它们的轨道与地球轨道并不在同一个平面,而是存在倾斜度的,于是当它们与太阳相距不是特别近的时候,就不会跟太阳同时升起和落下了,所以在适当的季节,我们就能在黎明和傍晚时分观测它们了。
除此之外,发生日食的时候也是观测它们的绝佳时机,可见古人并不是完全无法观测到金星和水星的。
但也不得不承认水星确实非常难以观测,因为它距离太阳始终太近了,轨道也相对最小,观测的条件限制就特别大,据说哥白尼在临终前也曾感叹自己一生都未能见到过水星。
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