一天真的是24小时吗？
——附：对太阳日恒星日的经典解答地球是一个不发光也不透明的球体，所以在同一时间里只有面朝太阳的半球处于白昼，由于地球的自转，就产生了昼夜交替现象。

那么一个昼夜交替过程的结束，也即从今天正午12：00太阳高高在上算起，到明天正午12：00太阳又位于相同位置时，地球是否真正自转了一周？时间是否正好是24小时呢？
笼统的说，地球自转的周期是1日，而地球自转周期的度量，需要在地外的天空中寻找到一个超然于地球自转的参考点。

因为我们应该要知道，怎样才能确定一个物体旋转了一周，假如你现在开始自己旋转，你怎么确定你自己转了一圈呢？你肯定要找到一个参照物，比如你面前有一堵墙，那么你旋转过后必须同样面对那堵墙，你才能确认你转了一圈。

如果你没有那堵墙或者其它的参照物，你是绝不可能知道自己转了多少圈的。

又或者那堵墙或者你找到的那个参照物其本身也是在运动的，那就更麻烦了。

总之，确定地球自转的周期也一样，需要在地外找到一个参照物。

因为参照物的不同，地球自转测得的周期也不同，主要有三种，它们分别是恒星日（以地外遥远的某一恒星作参考点）、太阳日（以太阳作参考点）和太阴日（以月亮作参考点），在这三“日”中，只有恒星日是地球自转的真正周期。

一、太阳日与恒星日
大家知道，地球的运动是复杂的，其在自转的同时，还绕太阳公转。

现为弄清问题，我们先假想将地球变为一正方形。

从北极上空
看地球，地球呈逆时针旋转，并自西向东绕太阳公转，如图所示：
以某一遥远恒星作为参照点，因恒星与地球距离太遥远，此时恒星到达地球的光可近似看作是平行光，也就是说，地球在甲、乙、丙三处的正上方看到的恒星其实是同一颗恒星。

地球在甲处时，恒星在A点正上方，及至地球自转并公转到乙处时，恒星又一次出现在A 点正上方。

可见，地球以恒星作参照系真正自转了一周，所以恒星日是地球自转的真正周期。

而以太阳作为参照点发现，地球在甲处时，太阳在A点正上方，当地球自转并公转到乙处时（已经真正自转了一周），太阳并不在A
点正上方，当地球继续自转并公转到丙处时（此时地球已自转一周多了），太阳才又正好处在A 点正上方，即以太阳作参照，地球完成了一个昼夜交替。

下面我们把假想的正方形地球还原为球形地球，道理是一样的。

由此可见，“太阳日指的是地球上日夜交替的周期，而恒星日指的是地球真正自转的周期，太阳日要比恒星日长”，那么太阳日到底有多长呢？
二、从世界时到协调世界时
世界时是以地球自转为基准的，人们在生活中，总是以24小时
表示太阳日的长度。

由此可知，“太阳日为24小时，而恒星日时间要短，为23时56分4秒”，也即地球上日夜交替周期确为24小时，是人为规定的，而地球真正自转周期则为23时56分4秒，但自从石英种问世后，地球自转的不均匀性逐渐暴露出来（3月份自转最慢，一天时间最长，超过24小时，8月份自转最快，一天时间最短），这种不均匀性给许多需要高精密时间的部门带来了极大烦恼，于此，国际上对世界时作了一系列修订。

原子时是由原子种导出的时间，它以物质内部的原子运动为基准，是空前的精密系统，原子时的秒长有极高稳定性，但它的时刻却没有实际的物理意义。

与此相反，世界时的秒长虽不固定，但它的时刻对应于太阳在天空中的特殊位置，比如正午时刻，太阳总是位于当地的子午线上，这不仅同日常生活息息相关，而且对于高科技工作也有着实际应用价值。

协调时间时是目前我们用的标准时间。

在人们的生活和工作中，需要世界时的时刻，而精密校频等测量，则要求有稳定的时间间隔，即原子秒长。

时间服务部门为同时满足性质迥异的两种要求，需要寻找一个两全齐美的办法，最终是物理学家向天文学家作了让步，这就是说，“地球钟”不能随意拨动，只好拨动原子钟，让它尽量靠近地球钟，这种办法，保持“秒长均匀”（日常生活中一秒钟代表多长时间，来源于原子秒长），又达到“时刻接近”（每天的日夜交替时间仍规定为24小时），实际上是原子时的秒长与世界时的时刻相互协调的产物，故称为协调世界时。