太阳和地球——谁绕着谁转
太阳绕着地球转，还是地球绕着太阳转，这个看似简单得不能再简单的问题，却难倒了古今中外许多人。在我国进行第一次公众科学素质调查时，就有不少人对这一问题的答案是：太阳围着地球转。
真的是太阳围着地球转吗
其实，这个答案并不可笑，在哥白尼发现“日心说”以前，人们是信奉古代著名学者亚里士多德的“地心说”的。你想想，人们每天看到太阳从东边出来，从西边落下去，明明是太阳围着地球在转，怎么会地球围着太阳转呢？但是，通过科学研究，发现人们这个“想当然”的结论是错误的。
对宇宙进行系统的科学探索，是从哥白尼开始的。他以对星空观测为依据，于1543年发表了名著《论天体的运行》。在《论天体的运行》里，他对亚里士多德的“地心说”提出了修正，认为地球并非宇宙的核心，太阳才是宇宙的核心，不是太阳围着地球转，而是地球围着太阳转。
虽然后来证明太阳是宇宙的核心也是错误的，但地球围着太阳转却是真理。然而，哥白尼对传统理论的挑战却为宗教迷信势力所不容，甚至将宣传“日心学”的学者送上火刑台。1600年2月17日，伟大的科学家布鲁诺为发展和宣传“日心说”而牺牲。
望远镜证明一切
科学家们并未被宗教迷信势力所吓倒，为探索宇宙的奥秘前赴后继，在欧洲文艺复兴运动后，天文科学取得更大的进步。1609年，伽利略用自制天文望远镜进一步证实了日心说。后来随着天文望远镜的发明而带来的宇宙探索热，使人类对太阳系和宇宙有了初步的认识：太阳周围环绕着包括地球在内的九大行星（有的科学家认为是八大行星），这九大行星组成太阳系。太阳系是银河系的一员，在银河系中包含着1000多亿个类似太阳的恒星，而在宇宙中，像银河系这样的星系数也数不清。由此可以想象，我们所居住的地球和我们所在的太阳系，在宇宙中是何等的渺小。
伽利略式望远镜
天文学家们制造了人类遥望神秘宇宙的辅助工具——望远镜。1608年，荷兰眼镜商人李波尔赛偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物，受此启发，他制造了人类历史上第一架望远镜。1609年，伽利略制作了一架口径4.2厘米，长约1.2米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，这种光学系统称为伽利略式望远镜。
伽利略用这架望远镜望向天空，得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中起着重要作用。它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。其优点是结构简单，能直接成正像。但随着科技发展的日新月异，此种镜面结构已不被专业级的望远镜采用。
天文望远镜是人们为观测遥远的天体而专门设计的一种望远镜，它是帮助人类观测天体、认识了解宇宙的重要工具。天文望远镜比一般的望远镜要大得多，也精良得多。天文学家借助这只“巨眼”，可以看到比肉眼所能看到的远得多的物体，甚至可以观测到几亿、几十亿、上百亿光年远处的宇宙天体。
目前人们常用的望远镜有折射望远镜、反射望远镜和折反射望远镜三大类。天文望远镜一般都有较大的孔径，具有很好的聚光能力，它还有人眼所无法相比的优点——它能“看到”包括X射线、γ射线、紫外线、可见光、红外线以及无线电波在内的几乎所有波段的“光”和电磁辐射。根据不同望远镜看到的不同波段，又将天文望远镜分为光学望远镜、射电望远镜、红外望远镜、X射线望远镜、γ射线望远镜和紫外线望远镜。
地球自转——是自转还是有引力牵引
地球绕着地轴自西向东不停地自转。从北极上空看地球自转，为逆时针方向旋转。从南极上空看地球自转，为顺时针方向旋转。
揭开地球自转之谜
地球为什么会自转？自转的原因是什么？自转的动力从哪里获得？为什么选择现在的方向、姿态、速度自转？几个世纪以来，人们似乎习惯于把“地球在自转”的现象归结为是地球自身的行为，并没有更多地意识到这两个概念的不同，也没仔细质疑过“地球自己转”的动力来源。
地球真正的周期是恒星23时56分4秒（旋转360°），人们生产生活常用的是24小时（旋转360°59′）的太阳日。地球自转一周实际所需的时间，或者说春分点两次经过同一子午圈所需的时间，也就是某一个恒星两次经过同一子午线所需的时间。一个恒星日等于23小时56分4秒。1恒星日=23小时56分4.09894秒，短于人们日常使用的太阳日。
自转产生的极昼和极夜
极昼和极夜是极圈内特有的自然现象，极昼和极夜这种特殊的自然现象，是地球沿着倾斜地轴自转所造成的结果。地球自转时地轴与垂线成约23.5度的倾斜角，因而地球在围绕着太阳公转的轨道上，有6个月的时间，南极和北极的其中一个极总是朝向太阳，另一个极总是背向太阳；如果南极朝向太阳，南极点在半年之内全是白天，没有黑夜；这时，北极则见不到太阳，北极点在半年之内全是黑夜，没有白天。到了下一个半年，则正好相反，北极朝向太阳，北极点全是白天；而南极这时则见不到太阳，南极点全是黑夜。在极圈内的地区，根据纬度的不同，极昼和极夜的长度也不同。南、北极这种神奇的自然现象是其他各大洲所没有的。
科学家们对自转的疑问
气象学一直以为，风就是由于“地球自己转”而产生纬向环流的，而金星243天才自转一周，它却有比地球更大的纬向风，这又该如何解释？地质力学认为，山脉是地壳跟不上“地球自己转”的转速而向西滑动堆挤而成的，那么金星自己几乎不转，它地表上两条巨大的山系和大峡谷是怎么来的？另外如果把地球放在太空同样的轨道上，它会自转吗？
20世纪60年代，苏联与美国曾向太空发射探测太阳辐射的人造卫星，让镜头固定地对准太阳并绕太阳公转，可出人意料的是，卫星在太空乱翻乱滚，镜头东摇西晃，根本无法给太阳拍照。卫星内部没有康德式引力收缩，也没预先给定一个旋转惯量，卫星为何无故而转呢？
一次次失败使科学家们对传统的太空观念产生了怀疑，太空除引力、磁力之外，必还有第三种力，不然，太空中的物体，包括地球，无故自己不会转。
目前，人们已不再怀疑地球自转速度在变慢这一事实，然而对其变慢的原因却有不同的解释。除了康德提出的月球对地球所产生的潮汐摩擦是减慢地球自转速度的原因外，最近又有人提出了新见解，认为潮汐摩擦主要发生在浅海区。另外，地球半径的胀缩、地核的增生、地核与地幔之间角动量的交换以及海平面和冰川的变化等，都可能引起地球自转的长期变化。但这些课题，目前还处在探索过程中。
科学家们最新研究发现，2010年智利发生的8.8级地震导致地球每天24小时的周期变短了。而2004年苏门答腊岛9.1级地震也改变了地球周期。科学家表示，虽然智利地震比苏门答腊岛地震震级小一些，但它给我们带来了至少两个改变地球旋转轴位置的启示。首先，2004年苏门答腊岛地震，这次地震靠近地球赤道，而2010年的智利地震位于地球低纬度区域，它将更显著地改变地球旋转轴；其次，智利地震比苏门答腊岛地震在垂直角振幅上变化更大一些，这将使地球质量垂直角度振幅更大，因此更有效地改变了地球的旋转轴。
谁偷了哈桑的鱼——探索地球重力
地球是个球体，它悬浮在宇宙空间中，并且不停地旋转。可是生活在地球上的我们为什么不会掉下去呢？这是因为地心引力能吸住地球上的所有物体。
少了47吨的鱼
利比里亚商人哈桑在挪威买了1200吨鲜鱼，运回利比里亚后一称，竟然少了47吨！哈桑心里直纳闷：买鱼时他亲眼看着卖鱼老板称的鱼，回来的路上也没人动过鱼啊！鱼还是那堆鱼，一条也不少，可为什么凭空少了47吨呢？这究竟是怎么一回事呢？
原来，地球上的一切物体都具有一定的重力，但物体的重力在不同地区有所不同，一般来说赤道地区最小，南极和北极地区最大。同一物体如果在两极地区重190千克，在赤道地区就只重189千克。挪威靠近北极，而利比里亚靠近赤道，哈桑丢失的鱼正是不同地区的重力差异造成的。当我们跳起来时，会有一种看不见的力量把我们拉回地面，这就是地球引力。火箭能飞出大气层，靠的是极快的飞行速度来摆脱地球的引力。
地球重力无处不在
地球重力无时无处不在，并且始终如一不会变化。设想一下，如果地球没有重力，整个世界将会变成什么样？地球重力对人类来说意味着什么呢？地球重力是万有引力的一种表现，任何两个原子相互之间都存在着吸引力。
桌子上摆着的高尔夫球似乎没有关系，可实际上这两个高尔夫球的原子集合之间存在着轻微的引力。如果将高尔夫球换成质量巨大的铅块，并采用高精度的测量仪器进行测量，你就可以把它们之间的吸引力测量出来。将想象再扩大一点，高尔夫球被换成像地球这样由无数原子组成的质量庞大的物体，其吸引力就显而易见了。地球重力不变的原因在于地球的质量不发生变化。如果要改变地球的重力，就必须改变地球的质量。短期之内地球质量是不会发生大幅变化的，所以地球的重力也将相对保持稳定。