一天为什么有24小时科普

作为浩瀚宇宙中的一员，无论地球公转还是自转 ，都会受到星际力的影响
，在不断的加速和减速中进行调整。就目前而言，地球自转正在加速 ，这意味着白天越来越短 。?专业数据显示
，时间的流逝比过去半个世纪的任何时候都要快
。这是因为地球自转速度是50年来最快的。?中科院国家授时中心党委书记
、科普专家窦忠表示，相关科学研究发现 ，从2020年中期开始
，地球自转速率呈现加速趋势 。地球的自转速度比以前快，也就是说一年的时间会过得更快？这从时间的测量开始
。时间测量的基本单位是秒 ，还有毫秒、微秒 、纳秒等等。

今天
，用来测量时间的高精度原子钟达到了阿秒级，10的负18次方秒 。总而言之 ，是很短的，人体感觉不到的那一种短
。高精度原子钟从20世纪60年代开始就以超高的精度记录每天的时长。通过对原子钟的观察
，研究人员发现，在过去50年中 ，地球完成一次旋转只需要24小时
，也就是86400秒 。而今天，每天的时间却只有86400秒之久
。据英国媒体最近的报道 ，研究人员发现
，2020年7月19日，它缩短了1.4602毫秒 ，是有史以来最短的一天。这种极细微的差别
，虽然在人们的日常生活中没有从根本上体现出来，但在通信 ，电力
，导航等领域都会产生重大影响 。

因此，什么是导致地球快速自变的原因？这可能和地表形态的改变有关。正如花样滑冰运动员或芭蕾舞者的身体旋转速度越快 ，身体就越集中，当物质集中到一个更中心时
，地球的自转就越快
。拿全球气候变暖来说，当冰川和冰盖融化后流入海洋 ，地球的质量被重新分配
，物质也比以前更加接近地球的中心，那么地球的自转就会加快。一支来自日本东京工业大学的团队在美国《科学》杂志上发表论文称 ，与下层地幔中其它部分相比
，地幔深处的矿物具有更高的导电性，这可能是导致地球自转速率周期性变化的重要原因 。一个星期的地球自转时间为23小时56分 ，大约每10年一次
，自转周期会增加或减少千分之三到千分之四秒
。但科学家还不清楚为什么旋转周期会发生这种变化。

在靠近地核的地幔最深处有一层厚约200公里的矿物层 。他们将这种矿物命名为后钙钛矿
。在研究中，研究人员在实验室模拟了地球中后钙钛矿的环境 ，即大约130万个标准大气压和2500摄氏度
，并测量了这种状态下后钙钛矿的电导率。他们发现后钙钛矿层的电导率是下地幔其他部分的10到1000倍 。研究人员认为，流经后钙钛矿层的电流很强 ，加强了固体地幔和液体外核之间的电磁耦合，导致地球自转出现周期性的微小变化
。

首先明确一点,恒星日与太阳日是两个不同的概念,但是两个概念使用的是同一个时间标准.

秒的定义是：铯133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。[1]这个定义提到的铯原子必须在绝对零度时是静止的
，而且在地面上的环境是零磁场 。[1]在这样的情况下被定义的秒，与天文学上的历书时所定义的秒是等效的
。

言归正传:

地球自转周期代表恒星日,既地球自转一天的自然时间,为:23小时56分4秒.你的误会因此而产生,实际上我们实际生活中采用的时间却是太阳日,一个太阳日的计算方法为:太阳连续两次经过观测者所在的同一子午圈的时间间隔.

这里又有一个问题:为什么地球自转一周和人在同一子午圈观测太阳两次经过时的时候不是相等的呢?解释了这个问题你的问题也基本解决了.

这是因为:

1:如果地球只是自转而不围绕太阳公转,那么恒星日和太阳日就是相同的.

2.因为地球围绕太阳公转,公转一年转360度,那么一年是365天,那么一天就要走过约59分1秒78的角度,这样一来,太阳在观测者所处的子午圈两次经过的时间就必须加上地球转动59分1秒78的角度所需要的时间,以下计算时间

地球自转一周360度需要23小时56分4秒,那么转1度需要239.34444秒,那么转过59分1秒78的角度就需要3分56秒.

这样就解决了,一个恒星日23小时56分4秒+地球转过59分1秒78的角度所需要的3分56秒,就正好等于24小时.

也许不仔细想不会发觉,这里又有个小问题,为什么一天就正好是24小时,一点不多(即使0.00000001秒)一点不少呢.回答这个问题我们就需要回到上面秒的定义：铯133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间,归根到底还是回到这里来了,为什么就是9,192,631,770个周期的持续时间,而不是9,192,631,771个持续时间呢.如果不说清楚,就像互为证明一样,(我证明你是清白的,你证明我是清白的,那么我们两个都是清白的吗?)首先必须解决一个度量的标准.

这个标准说完问题就真正解决了:

我们把一个太阳日先定义为24小时,即86400秒,这样每一秒的时间间隔就有了确定的度量标准,然后再套到铯133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的跃迁周期上,这就得出了9,192,631,770个周期的标准.

最后得出结论,你所担心的因为每日累积的时间差而导致黑夜白昼颠倒的情况是不可能出现的.

PS:你所担心的问题如果存在的话几个月就会出现黑白颠倒,但从古至今却从来没出现过那种情况,因为你应该思考的是为什么没有出现这种情况,而不是担心会不会出现这种情况.这两种思考方法带来的最大的不同的,第一种方法能促使你积极地思考和解决问题,而第二种方法只会使你陷入茫然的境地.