为什么太阳每天都是不同时间升起和落下？一年中最短的一天是什么时候？地轴是否垂直于其地球运行轨道平面?太阳今天早上几点升起？今晚几点落下？这些问题的答案取决于你的所在地和时节。

你曾经是否设想过这么多关于日出与日落的问题？如果太阳每天早上都同时升起岂不是很好吗？如果太阳每天晚上都同时下落岂不是很方便吗？

可惜的是，事实并不如此。如果你住在北美，当你在外面玩了好几小时却因为太阳要下落而不得不结束时，或许你就会期待那些漫长的夏日，因为夏天的太阳不会那么早下山。

相似的，你或许会害怕短暂的冬日。日出前你就得起床上学，而放学后在天黑前却极少有时间可以玩耍和学习。

如果发生以下情况，事情可能就会不一样：（1）地球以完美的圆形轨道绕太阳公转（2）地轴与地球运行轨道平面相垂直（竖直方向上下）。如果有这种情况发生，每天的日出日落时间将完全相同，每天在太空里的运行轨道也会一模一样。

然而，上述情况没有一个是真实可以发生的。地球绕太阳的公转轨道不是完美的正圆形，而是稍微呈椭圆形。这意味着太阳每天都会以稍微不同的速度在宇宙中运动，这速度取决于地球在公转轨道上的位置。

地轴也不垂直于地球的运行轨道平面，反而是倾斜于运行轨道23.4度。这就是地球上有四季的原因。

当北极向太阳倾斜，北半球会经历着夏天，太阳在正午时也会正当天空上方。冬天时，北极是不向太阳倾斜的，正午时太阳也不会在正上空。

地球的倾斜也解释了为什么一年中最长的一天发生在夏至（通常是7月21号左右）。相同的，最短的一天发生在冬至（通常是12月21号左右）。

地球的椭圆公转轨道和地轴的倾斜这两个因素的结合导致太阳每天在宇宙中的运行会稍有速度偏差。就是这个偏差给予了地球每天不同的日出和日落。

只要夏至一过，你就会发现白天的时间日渐变短。这个趋势会持续到冬至——一年中最短的一天。冬至之后，直到夏至之前，白天会慢慢地越变越长。这样的过程年复一年。

在天体力学中，椭圆轨道是离心率小于1的开普勒轨道，这其中包括了特殊的离心率等于0的圆形轨道。用更准确的说法，离心率大于0小于1的开普勒轨道（因此包含了特殊的圆形轨道）。用范围广一些的说法，是含有负能量的开普勒轨道 。这包含辐射状的离心率等于1的椭圆轨道。

在具有负能量的引力二体问题中，两个物体沿相同的椭圆轨道公转，公转周期相同。一个物体相对于另一个物体的相对位置也遵循椭圆轨道。

椭圆轨道的例子包括:Hohmann转移轨道、Molniya轨道和tundra轨道。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 郑佩瑜-wonderopolis

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