关于日食,你可能从未注意到的一件奇怪的事情

一些图示,用于解释八月份日食的轨迹。
total solar eclipse
在日食期间,月球会运行到地球和太阳之间,遮挡住阳光。八月份,整个美洲都将能够看到日全食或日偏食。NASA

今年夏天,自1918年以来,第一次有日全食横贯美国大陆。8月21日,北美洲的每个人都能看到月球从太阳前方经过,遮挡住部分或全部阳光(具体取决于你居住的地点)。俄勒冈州林肯市附近的人们将在太平洋夏令时间上午9:05左右看到日全食。然后,全食带向东倾斜,将于美国东部夏令时间下午2:43结束在南卡罗来纳州。

eclipse map
8月21日的日食将从西向东横跨美国。位于黑暗线条(“全食带”)中的人们将处于最佳观测位置,能够看到日全食;对于其他人来说,月球只会部分遮挡太阳的光线。NASA

但是等等——如果月球从东方升起,从西方落下(或者差不多是那样),为什么日食的阴影会从西向东移动呢?密苏里大学的天文学家Angela Speck说,答案在于视角。

从地面仰望天空,我们可以看到月球(以及太阳和星星)从东向西划过,就像它们在我们周围顺时针方向移动一样。

Speck说:“这几乎就像我们是地心说的。”他指的是一种过时的观点,即太阳和月亮围绕我们自己的淡蓝色圆点旋转。“我们认为地球是静止的,一切都在围绕我们运动,但实际上并非如此。”

所以,让我们退一步,从一个与我们习惯的不同视角来想象地球和月球的运动。

月球之所以在东方“升起”,是因为地球是逆时针旋转的。从顶部俯瞰,看起来是这样的

moon rise
月球之所以在东方“升起”,是因为地球的自转方式。从北极上方俯瞰,我们可以看到地球逆时针的自转使得“A”比“B”更早进入月球的视线。Sarah Fecht/Popular Science

在上图所示的示意图中,仅仅因为地球的自转方式,“A”会比“B”更早看到月球在地平线上。“B”正在侧视图中再次观察,你可以看到“A”在“B”的东边。

moon rise
另一张视图显示了在“B”东边的“A”为何会先看到月亮升起。Sarah Fecht/Popular Science

所以,这就是为什么月球、太阳和星星会从东方升起。但是,别忘了月球也在运动。它以逆时针方向绕地球运行,就像这样

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月球以逆时针方向绕地球运行,其速度比地球自转快。所以它从西向东横扫天空(从B到A)。Sarah Fecht/Popular Science

从侧面再次观察“A”和“B”,你会发现月球实际上是先从“B”前方经过,在西方。“B”现在是西方。这就是为什么日食的阴影会从西向东移动。

地球的自转速度约为每小时1,040英里,而月球绕地球运行的速度约为每小时2,100英里。这意味着日食的阴影将以2,100-1,040=1,060英里/小时的速度向东移动。

moon orbit
月球绕地球逆时针运行的另一张视图。Sarah Fecht/Popular Science

如果月球的运行速度是地球自转速度的两倍,为什么它从来不会赶上我们,而是在西方升起呢?这是因为月球必须在一个比地球周长大得多的圆圈中运行——月球绕地球运行一圈需要27天。部分原因是地球也在旋转。这个动画(从0:04到0:14)有助于解释这一点

有关即将到来的日食的更多视角,请继续关注PopSci.com即将发布的更多报道。

 

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