观看:日全食的巧合几何

这既是偶然,也是必然。而这一切,又有着某种奇妙的美感。

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根据《史密斯插画天文学》(出版于1855年)的记载,日全食的影响如下:“天幕笼罩在黑暗中,星辰和行星变得可见;动物群变得焦躁不安;整个大地笼罩在一片愁云惨雾之中。”

那种愁云惨雾,就是一种渺小感。因为在黑暗中,你不得不承认,你生活在一个围绕太阳运转的行星上。而太阳,只是数万亿星辰中的一颗,置身于我们宇宙的数万亿星系之中。那种愁云惨雾,便是敬畏。

确切地说,那种敬畏,是当月球完美地遮挡住太阳,将其阴影投射到地球上,只留下太阳日冕那缥缈、短暂的光晕在黑暗中若隐若现之时。这仅是数学和巧合共同作用的结果。一次日全食,既是偶然,也是必然。

举个例子:如果太阳的半径是695,700公里,月球(半径1,737公里)怎么能遮住它呢?这不是视觉错觉。纯属巧合,两个宇宙的数字竟然如此契合。

total solar eclipse
每年,月球都会以大约3.8厘米的速度远离我们。再过六亿年,地球人将迎来最后一次日全食。Youtube上的PopSci频道

原因如下:首先,太阳的半径大约是月球的400倍。其次呢?太阳距离地球大约是月球的400倍。

所以,如果你是一个仰望星空的地球人,太阳和月亮通常在天空中看起来大小相等。但如果你是个火星人,你的月亮会比太阳小得多,你永远不会幸运到能看到日全食。我们能在地球上经历这一切,完全是距离和大小巧合地相对而形成的偶然。

可以确定的是,月球和地球都在围绕太阳运转。当天体排列成一条直线——地球、月球、太阳(按此顺序)——时,就会发生日食。

想象一下,一个地球人仰望星空。回想一下,太阳和月亮通常在天空中看起来大小相等。通常。月球绕地球的轨道是椭圆形的,而非完美的圆形,这意味着我们与月球之间的距离一直在变化。当月球离我们更远时,从地球的视角看,它就显得更小。这时,它会遮挡住大部分太阳,但并非全部。我们称之为日环食。“日环食”是因为它会在月亮周围留下一圈火红的光环,即“annulus”。而在日全食中,月球在其轨道上离地球更近,并在天空中完全遮住了太阳。这里,偶然和必然再次发挥作用。

月球的轨道平面与地球的不对齐。它倾斜了5.1度。所以,当月球运行到太阳和地球之间时——这大约每29.5天的月相周期会发生一次——太阳就会被遮挡。但是,月球的阴影很少会真正投射到地球上。相反,它通常会消散在太空中。

最终,月亮的阴影回声只会在月球倾斜的轨道与日地平面在两个被称为“交点”的天体点相遇时,才会在地球上显现。这大约每年会发生两次。但这不会永远持续下去。每年,月球都会以大约3.8厘米的速度远离我们。再过六亿年,地球人将迎来最后一次日全食。

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