自转
zì zhuàn
自转是天体绕自身轴线的旋转；地球每24小时自转一周，由此产生了昼夜交替。
Definition
自转是指一个天体绕着穿过它中心的一条假想直线（称为自转轴）旋转，地球每 $24$ 小时自转一周，这正是昼夜交替的原因。相对于太阳，地球每 $24$ 小时自西向东自转一周，由此产生了昼夜循环，以及太阳、月亮和星星在天空中从东向西移动的视运动；每颗行星都会自转，只是速度各不相同，个别行星的自转方向甚至相反。地球相对于恒星测得的自转周期为 $23$ 小时 $56$ 分 $4$ 秒；而 $24$ 小时的太阳日之所以更长，是因为地球每天还要沿轨道前进约 $1^\circ$，必须多转一点才能再次正对太阳。自转会产生科里奥利效应，使风和洋流发生偏转，并把天气系统组织成旋转的形态；自转还使地球变成一个扁球体，赤道半径比极半径大约大 $21\ \text{km}$。与月球之间的潮汐摩擦，使地球的自转每世纪减慢约 $2$ 毫秒。
Example
由于地球自西向东自转，太阳看起来就像是从东边升起、西边落下，但实际上太阳是静止不动的，是我们自己在转动。木星自转一周只需不到 $10$ 小时，是行星中自转最快的；金星自转一周则需要 $243$ 个地球日，而且方向相反，所以在金星上太阳是从西边升起的。地球赤道处的自转速度等于赤道周长除以恒星自转周期：$40{,}075\ \text{km} / 23.93\ \text{h} \approx 1{,}670\ \text{km/h}$。在夏洛特所在的纬度 $35^\circ$ 处，这一速度为 $1{,}670 \times \cos 35^\circ \approx 1{,}370\ \text{km/h}$。
Key Insight
尽管地球赤道处的自转速度约为每小时 $1{,}600$ 千米，我们却感觉不到，因为包括空气在内，我们周围的一切都在与我们一起运动。自转并不会引起季节变化，也不会引起月相变化，它只造成了日升日落以及群星在头顶转动这一天天循环的现象。1851年首次展示的傅科摆，提供了第一个证明地球自转的直接实验室证据：随着地面在摆的下方旋转，摆动平面看起来也在跟着转动。化石珊瑚的生长纹则证实，过去的一天确实更短，约 $4$ 亿年前一天大约只有 $22$ 小时。