简单的实验证据表明地球围绕太阳旋转

能证明地球围绕太阳旋转的最简单的实验或计算方法是什么？您能解释一下并参考历史吗？诸如此类的许多简单解释都引用了观测结果，例如从地球观察到两颗恒星的相对位置每天晚上都会发生变化-如果恒星绕地球旋转，那将是不正确的。但是，观测结果是否也与恒星绕地球旋转但以不同速度绕地球旋转，而地球仍绕太阳旋转的模型不一致呢？简单的解释会有所帮助。

答案是具有讽刺意味的：没有好的工具，就没有证据。就实际证据直到1700年代初和1800年代中期，当时有两条证据表明地球在移动，人们认为太阳绕地球旋转是完全正确的。

星光像差

维基百科的解释正确但过于复杂。最简单的思考方法是想象自己在雨中停在汽车的停车标志中，而雨正在直下。当您开始移动时，雨的明显下降方向改变了，因此看起来好像是从您的前方落下并向您倾斜。那是畸变。

在1700年代初期，发现恒星正在转移位置，并且在1727年，詹姆斯·布拉德利（James Bradley）正确地将其识别为由于地球绕太阳运动的星光。（对于黄道中的任何恒星，地球在一年中的某个时候都朝着它移动，而六个月后又远离它。）

视差

维基百科上有关视差的文章更好，我将为您提供详细信息。基本上，如果您先举起手指，然后先左手闭上眼睛，然后右眼闭上，它似乎会相对于背景跳跃-墙外或外面的树木等。快速在您的双眼之间来回切换以清晰地看到它。

随着地球绕太阳旋转，附近的恒星似乎也相对于距离较远的恒星发生了位移。这里的一个关键点是，有充分的科学理由认为这些恒星比太阳小得多。通过望远镜看到，恒星显示出了磁盘，如果它们像太阳，则可以从这些磁盘推断出它们的距离。它们足够接近，如果地球真的绕着太阳旋转，就应该观察到视差。但是事实并非如此，缺乏明显的视差是反对日心说的强有力的经验论证。

实际上，当然存在视差，但是所有恒星的视差很小，因为它们的距离比从其盘中估计的距离要远得多。（可见盘实际上是衍射盘，而不是真正的盘，但是直到近一个世纪之后才开始理解衍射。）1838年，弗里德里希·贝塞尔（Friedrich Bessel）首次测量了恒星的真实视差。

您无法证明地球绕着太阳公转，反之亦然，因为这与所有参照系的有效性都完全相反（但是有些参照系比其他参照系有意义得多）大相径庭。例如，在对天气或潮汐建模时，使用以地球为中心，固定于地球的角度比使用非旋转的地心，日心，重心或半中心的角度更有意义。例如，可以使用以日心为中心，甚至以半乳糖为中心的观点来模拟地球的天气，但是这样做绝非愚蠢。

另一方面，在对行为太阳系进行建模时，使用日心，甚至更好的太阳系重心观点更有意义。但是，由于所有参考系都是同等有效的（理论上），因此可以使用以地球为中心，固定在地球上的观点。这样做当然会使运动方程式变得很丑陋，而试图使这些运动方程式相对论正确则更丑陋。尽管如此，地心观点在理论上仍然有效-即使是为银河系的行为建模也是如此。

地心观点的问题不在于它是无效的（不是）。问题在于，地心主义的拥护者认为（并且可悲的是，继续争论）这是唯一且唯一的观点。该参数是无效的，因为同样，所有参考框架都同样有效。

请注意：惯性框架在某种意义上是特殊的，并不意味着非惯性框架是无效的。

如果您以行星，太阳，月亮和地球都是在整个空间中移动的物体作为起点，排除明显固定的恒星，然后看看有什么证据表明它们如何相对移动，那么在这种情况下，即使是古代人也可以借助导航仪器在肉眼天文学中找到一些证据。

观察到的行星运动模式是日心轨道的证据。可见行星遵循某些模式。首先，水星和金星：

• 他们总是在太阳附近看到。
• 观察到的水星和金星与太阳的角度间隔具有规则的模式。
• 与金星相比，水星的最大间隔要近得多，并且其角间隔的变化速度也快得多。
• 两颗行星都靠近黄道，并且从不垂直于黄道振荡。
• 可以相对轻松地记录和预测两个行星绕太阳的轨道。即使没有望远镜也可以不精确地做到这一点，尽管水星离太阳太近对水星来说要困难得多。

从物体穿过天堂的前提开始，我相信有证据表明水星和金星具有日心中心轨道。开普勒描述的那样精确，但是古希腊人能够在没有望远镜的运动模型很好的安提凯希拉机制在地心条款。

如果一个古希腊的天文学家想以日心为中心精确地模拟内行星的运动，他就可以做到。这样做的方法是假设固定恒星是刚性固定的，并测量它们之间的角距离，然后绘制其中移动的行星的运动。 六分仪和其他装置被古代的水手使用，即使是原始的人也熟练。因此，可以实现所需的“简单实验或计算”。无论它曾经被完成，在考虑这个问题，是有点不同的问题。

现在是地球本身。即使在古代世界中，恒星日与太阳日之间的关系也是众所周知的。围绕黄道平面的太阳进动是日心轨道的证据。只需对其进行建模即可明确这一点。有关恒星时间和质子周期的古代计算表明，如果设想并期望地球的日心运动可以进行数学建模。

至于外行星，在我看来，这是最不直观的，但是也有证据表明它们也以日心为中心，这只是建立在地球和内行星绕太阳公转的观念上。这来自观察它们的逆行运动。这些行星将在某些时间相对于“固定背景恒星”逆行，并且这些时间可以与它们与太阳的角度间隔相关。同样，不同的行星以不同的速度穿过黄道带，这也与逆行运动的幅度有关。

如果用日心定律模拟所有这些，则非常明显地表明，我们在一个内部较快的行星上观察到其轨道较慢的外部行星。古希腊人有足够的技巧以地心学说来模拟火星，木星和土星在其安提凯瑟拉机制中的运动。因此可以得出结论，如果外行星达到了精确的数学模型，则它们可以达到外行星日心运动的模型。

也有一些证据表明，至少有一些古代思想家都能够这一切解码成一个以太阳为中心的模式。萨摩斯岛的古希腊阿里斯塔丘斯有个日心说的模型。然而，柏拉图和其他人似乎不利于它，这个重建的的安提凯希拉机制，这被认为阿里斯塔克斯一天后，来得好设有地心太阳系仪哪个型号的行星逆行。而且日心说的思想停留在少数派之内在西方直到现代。也许月球明显的地心轨道，或者恒星的问题（是否应该将它们包括在任何正确的模型中），或者缺少通用的万有引力理论，对于他们来说，这些都是我们所难以理解的。

最好的实验证据可能是逆行运动。数据不容易获取：收集时间很长，更不用说天文学家每天晚上都要熬夜，不遗余力地测量每个物体的位置。但这是可以做到的（古希腊人已经意识到了），在现代世界中，您可以简单地使用Stellarium之类的模拟器。

下载Stellarium，启动它，然后导航到您的本地位置。然后设置模拟运行并加速多次。您应该看到太阳和星星围绕着您旋转。然后关闭地面（这样您就可以看到地球），关闭大气层（这样您就可以看到白天的星星），然后切换到赤道山（Ctrl + M；这是大部分天空所在的山峰）静止不动），然后缩小直到太阳，月亮和所有行星看起来都在转一圈。

现在，仔细观察所有行星的运动。您应该看到月亮（和太阳）绕圈旋转而从未减速。如果它们绕过地球，这就是您所期望的。但是水星没有遵循这个运动-它在太阳周围明显消失了。火星的行为也不同：它绕着一圈又一圈，然后停下来，向后退，然后又一次又一圈。这最后的行为称为逆行运动，其解释占据了许多古代天文学。考虑到行星绕地球旋转并绕完美的圆周运动，古希腊人提出了一个复杂的行星轮理论来解释它（现代知识中都不是真的）。

然而，如果火星不绕地球旋转，而是绕太阳旋转，逆行运动很容易解释。这仅表示火星在我们超越轨道时会逆行。此外，这也解释了火星每次逆行时是最亮的，并且相对于太阳位于天空的另一侧。这也解释了水星为什么绕太阳旋转。

这并不意味着地心模型不能解释相同的观测值，但是要简单得多。在日心模型中，每个行星都沿着一条椭圆形的简单路径绕太阳旋转。在地心模型中，每个行星都绕地球旋转，但是在一个行星轮又一个行星轮之后。到那时我们应用Occam的Razor得出结论，更简单的解释是正确的。

好吧...季节周期足以证明地球和太阳在绕轨道运行。A绕B轨道还是B绕A轨道是关于相对质量的争论。如果您发现所有其他行星的运动都与它们绕太阳公转的轨道一致，而不与绕地球公转，则可以得出结论，太阳的质量很大，因此几乎不受地球拉力的影响。

对天空中任何恒星的详细观察表明，地球以大约30 km / s的速度在椭圆轨道上运动。

当使用多普勒效应测量恒星的视线速度时，必须针对地球的运动对其进行校正。如果不是这样，那么人们会看到无法解释的速度调节，周期为1年，振幅高达30 km / s，视恒星相对于地球-太阳轨道的方向而定飞机。

同样，地心模型也无法解释为什么地球上的观察者看到天空中的恒星位置会以一定幅度（又称三角视差）在天空上执行周期性椭圆，这些幅度似乎与它们的距离有反相关，但是全部为期一年。

也许这些不是您正在考虑的“简单”实验，但是无法始终用肉眼可见的常识和常识来理解宇宙。

这可能会简化一些事情，但是我要走了：

• 创建平坦的表面（只要保持平坦就越大越好），例如，将板子放在静止的水面上。
• 中午在表面垂直竖起一根长杆（越长越好）。
• 测量其阴影（方向和长度），该阴影必须完全在平面上。
• 让某人在距离您北部最远的地方同时进行相同的操作（尤其是杆的长度相同）（越远越好）。
• 在您的南部，进行三分之一的测量。

评估测量结果应建立：

• 地球表面大致是球形的（实际上地球是扁椭圆形，但您需要进行3次以上测量才能确认）
• 地球直径在报告值范围内（测量误差的+/-预期偏差，以及您仅测量了非常粗略的估计这一事实）
• 用三角剖分法粗略估计地球与太阳的距离

使用针孔相机，您现在可以通过其视在直径和从上方的距离估算来粗略估计太阳的实际直径。即使累积所有测量误差，太阳和地球之间的尺寸差也应在几个数量级上。

将两个球连接到杆的相对两端（与球相比，杆越轻越好）。这些球需要是上述建立的测量值的粗略近似值（例如，您可以猜测太阳是纯氢，而地球是纯铁，以实现质量估算）。将一根绳子连接到杆上，找到平衡点。最有可能是通往代表太阳的球的方式（您需要适应杆的重量）。

现在，您可以使两个球相互悬挂，同时从弦上垂下来。

哪个围绕着另一个旋转？

用相对简单的设备就可以观察木星卫星的行为。假设存在木星和所有行星绕地球旋转的假说，那么应该预料到木星对卫星的遮挡会非常有规律地发生。但是我们看到的是，该事件发生在相对于与地球相连的时钟不同的时间，甚至不是非常精确的时钟，这证明了木星的轨道并不是围绕地球的简单行星。同样，对任何未直接绕地球轨道运行的卫星的观察也对以地球为中心的观点产生了怀疑。

非常简单：由于相对运动，因此不存在证明。调整的地心模块可以解释您遇到的任何情况。爱因斯坦（Albert Einstein）说“我已经相信，任何光学实验都无法检测到地球的运动”时，得出了相同的结论。以及“ ...在地面实验中是否可以感知地球在太空中的运动这一问题。我们已经指出……所有这种性质的尝试都导致了负面结果。在相对论之前提出来，很难与这个负面结果和解。”