在擁有GPS和谷歌地圖的智能手機時代，你可能已經(jīng)熟悉了通常用來描述地球球面位置的地理坐標系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是基于緯度，即地球赤道向北或向南的距離，以及經(jīng)度，即本初子午線向東或向西的距離，而本初子午線是一條從北向南穿過英國格林威治的假想線。這些距離是用度數(shù)來度量的——緯度每個方向的范圍是90度，經(jīng)度是每個方向的范圍是180度，同時用分、秒、毫秒單位對位置信息進行精確的描述。

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全球定位系統(tǒng)

這個系統(tǒng)可以讓你找到從帝國大廈（北緯40°44'55.4“，西經(jīng)73°59'08.5”）到U2樂隊1987年拍攝專輯《約書亞樹》封面照的沙漠(北緯36°19'51.00″,西經(jīng) 117°44'42.88″)

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而你不知道的是，天文家們可以利用地球上地理坐標的延伸來創(chuàng)造一個圍繞地球的假想球體描述一個天體在夜空中的位置。

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空中坐標

“其目的是能夠在天空中唯一地指定一個位置，就像地球上的經(jīng)緯度?！泵绹煳膶W會的新聞發(fā)布官里克·費恩伯格在一封電子郵件中解釋道，“如果你讓別人在科羅拉多州利特爾頓市北緯39°36'47.9484''，西經(jīng)105°0'59.9292''等你，他們不僅會知道你在哪個鎮(zhèn)上，而且會知道你在哪個街角等他。只知道你在哪個鎮(zhèn)上是不夠的——如果你希望別人能更容易得找到你，你需要給出更精確的位置?！?/span>

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同樣，他解釋道，如果一個天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆超新星或小行星并希望其他人觀察到它，那么提供天體坐標是確保其他人能觀測到它的一種方法。

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這是一個自古以來就存在的體系?！疤祗w坐標的概念就是假設(shè)天空是一個環(huán)繞地球的球體，這個想法可以追溯到早期的地心說，認為地球是一切事物的中心?！辟e夕法尼亞州立大學天文學和物理系的教學教授兼本科生項目副主任克里斯托弗·帕爾馬在一封電子郵件中說：“盡管我們現(xiàn)在知道事實并非如此，但可以把天空看作是圍繞著我們的球體，因此我們可以使用球坐標來識別天空中的任何位置?！?/span>

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偏斜與提升

天體坐標系有一些與眾不同的地方。例如，它用所謂的赤緯來描述天赤道以北或南的距離，而不是經(jīng)度，赤經(jīng)描述的是東西方向。

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“和任何坐標系一樣，它需要一個零點/校準。”帕爾馬解釋道“對于天體坐標，我們將地球赤道投射到天空，就像緯度測量地球赤道以北或南的程度一樣，赤緯測量的是天體赤道以北或南的角度。打個比方說，今晚從美國大部分地區(qū)南部的天空中都可以明顯觀測到的恒星Spica，有一個-11度10分的斜角，所以它實際上是在天體赤道的南部。”

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“對于地球上的經(jīng)度，我們將英格蘭格林威治作為本初子午線，”帕爾馬說, “而赤經(jīng)系統(tǒng)將白羊座的第一個點視為本初子午線，它被定義為太陽沿著黃道從南向北移動并通過天球赤道時的位置，黃道即為表示太陽路徑的假想線。當太陽在那個位置時，地球正值春分（三月）。赤經(jīng)從那里向東增加。所以，在春分時，如果一顆恒星正好繞著太陽轉(zhuǎn)了半周，那么它的赤經(jīng)就是180度。”

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“因為天空會旋轉(zhuǎn)，我們通常不使用度數(shù)來測量它，”帕爾馬繼續(xù)說，“相反，我們用小時來表示角度。所以，180度等于赤經(jīng)12小時。我上面提到的這顆恒星，Spica，其赤經(jīng)為13小時25分鐘。這可以解釋為從太陽在春分的位置向東出發(fā)，天空中[13h25m*(180度/12小時)]= 201.25度的點。

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航海人員的天體導航

正如費恩伯格所解釋的，天文學家不是唯一使用天體坐標的人?！比魏慰啃切菍Ш降娜硕紩褂盟鼈?。”他說，“盡管所有現(xiàn)代船只上都有GPS系統(tǒng)，但水手還是需要學習天文導航，以防GPS失靈。如果你能看到北極星，你會知道哪邊是北方，由此推斷南方、東方和西方。你也能知道你的緯度，因為北極星在地平線上的高度等于你的緯度。如果你有一個精確的時鐘，您還可以通過查看您所觀察的那一時刻的正南星表來確定經(jīng)度?！?/span>

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作者: BY?PATRICK J. KIGER

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