밤과 낮이 존재하는 원인 - 자전

지구 자전은 남극과 북극을 잇는 선에서 지구가 시계 반대 방향으로 회전하는 현상이다. 이는 밤과 낮의 원인이며 항성의 일주 운동으로 나타납니다.태양은 24시간에 한 번 회전하는데 항성은 23시간 56분 4초에 한 번 회전합니다. 달의 조력 때문에 회전속도는 계속 느려지고 있다. 원자시계에 기초한 현대의 하루는 1세기 전의 하루는 오늘보다 1세기 전의 하루는 지구가 필로라우스처럼 도는 것을 제안한 것은 고대 그리스 철학자가 없었던 것은 아니다. 그러나 고정된 지구 주위를 돌고 있는 구체를 순환시킨다는 아리스토텔레스의 생각은 오랫동안 서구 세계에서 받아들여져 왔다. 서기 499년 인도의 천문학자 아리아바타가 지구의 자전을 주장하여 중동의 아랍 천문학자는 그것을 받아들인 것 같다. 16세기가 되어서야 니콜라스 코페르니쿠스가 태양 중심을 제창하면서 지구의 자전이 과학적으로 논의되었습니다. 관측면에서는 프랑스의 피에르 루이 모로 드 모페르튀이가 1730년대에 이작 뉴턴이 예언한 납작한 지구의 형태를 확인하는 데 크게 공헌하였다. 1851년 장 버나드 레옹 푸코는 진자 회전의 결정적인 증거를 제시하였다. 지구의 자전에 의해 진자의 회전면은 위도에 따라 다른 속도로 회전하는 것이 명확히 나타나 있다. 푸코는 1851년 67m 길이의 진자로 파리의 판테옹 천장을 진동시켰다. 진자의 진동면은 시계방향으로 움직이고 회전한 진자는 관성에 따라 운동상태를 유지하려고 하기 때문에 진자의 진동면 회전은 관찰자가 회전하고 있다는 증거가 된다.
지구의 자전을 나타내는 또 다른 증거는 미래를 내다보는 힘이다. 코리올리의 힘은 지구상에서 물체가 움직이는 방향을 북반구에서는 오른쪽으로 남반구에서는 왼쪽으로 보이도록 하는 힘입니다. 지구가 정지해 있고 천구가 회전하고 있는 경우 외력이 가해지지 않았을 때 물체의 진행 방향이 휘는 현상은 설명할 수 없는 현상이다. 극궤도를 도는 위성의 궤도는 관성계에서는 변화하고 있지 않지만, 지구로부터 관측하면 궤도면이 서쪽으로 이동하는것 또한 자전에 의한 현상이다. 

태양이 위 자오선을 통과하는 데 걸리는 시간을 진태양일 또는 진태양일이라고 부릅니다. 지구의 자전과 지구의 자전을 고려한 날이기 때문에 제1항성일보다 약 4분 길다(그림 3 참조). 타원궤도나 경사각도에 따라 날에 따라 달라진다. 예를 들어 근지점에서 가장 빠른 궤도 속도 때문에 진정한 태양일이 가장 길고 진정한 태양일이 가장 짧은 것입니다 하지나 동지에서는 춘분이나 추분보다 길다. 진정한 태양일의 길이는 날마다 다르기 때문에 평균적으로 사용되며 평균 태양일이라고 부릅니다. 평균 태양일은 86400초입니다. 태양 시간과 태양 사이의 차이는 시간 방정식이라고 불린다 지구가 천구상의 항성 주위를 공전하는 데 걸리는 시간을 항성일이라고 부릅니다.하루 별의 수는 평균 태양일로 0.997266532908입니다. 달의 조력은 조금씩 회전 속도를 늦추는 즉, 100년 후에는 약 0.0017초 감속하게 된다. 이들 기계적인 영향에 더해 지구상에서 대지진이나 빙하가 녹으면 회전속도가 불연속적으로 변화하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어 2004년 인도네시아 수마트라 지진은 하루의 길이를 약 2.68마이크로초 단축했다. 지구의 자전축은 2만6천년마다 진행되며 1만3천년 후에 북반구의 자전축이 거의 같은 것에서 여름으로 변화한다면 계절의 변화는 지금보다 나빠질 것이며 춘분과 추분 근처에서 자전축이 변화하면 북반구도 비슷해질 것이다. 또한 회전축은 41000년마다 21.5°~24.5° 경사각도가 변화하는 모터운동을 한다. 여름은 일사량이 많고, 겨울은 적어지므로, 회전축 경사면을 크게 하면 계절마다 일사에너지의 차이가 커진다. 현재 이 언덕은 내리막길로 겨울은 따뜻하고 여름은 시원하다. 미르틴 밀란코비치는 지구 자전축의 기울기와 방향의 변화가 지구궤도의 편심 변화와 함께 장주기의 기후변화 패턴을 결정한다는 이론을 제안했다.