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我的家人正在為在紐約市度過一個盛大的科學週末做準備。首先是年度世界科學節，今年它將免費活動帶到布魯克林大橋公園以及許多其他地點，例如昆蟲狩獵、天氣預報和海洋生態研究。（檢視完整的活動安排此處。）然後，週二將迎來金星凌日。我請哥倫比亞大學天文系外展主任 Summer Ash (@summer_ash) (外展主任) 提供一些背景知識和觀測技巧。
特邀嘉賓博文作者：Summer Ash
在6月5日星期二，金星將八年來第二次，也是未來105年內的最後一次，從地球和太陽之間穿過。金星凌日，正如它被稱呼的那樣，是我們太陽系中非常罕見的事件，這歸因於地球和金星繞太陽執行軌道的相對排列。金星的軌道相對於地球的軌道傾斜角度略低於 3.5°。這看起來可能很小，但在天文尺度上，這意味著金星大約每 120 年才會兩次直接沿我們的視線在地球和太陽之間穿過。這種情況發生在 2004 年，但不幸的是，美國大部分地區都無法看到，而下一次凌日將發生在 2117 年。
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此事件的重要性現在主要是歷史性的，但曾經對於理解我們太陽系的尺度至關重要。雖然開普勒的行星運動定律和艾薩克·牛頓的萬有引力定律允許計算行星與太陽的相對距離，但絕對距離一無所知。1716 年，埃德蒙·哈雷首次提出，測量金星凌日將可以估計太陽-地球距離。然而，直到 1761 年和 1769 年的凌日，天文學家才能夠獲得有用的測量資料，從而首次計算出地球和太陽之間的真實距離。
（以上圖表最初出現在《紐約時報》）。
這是透過視差原理完成的。如上圖所示，需要地球上不同地點的兩位觀測者獨立觀測凌日。每個人都會記錄金星首次進入太陽盤面的時間和離開的時間。使用地球上觀測者之間已知的間隔距離，然後可以計算到太陽的距離。
一旦計算出地日距離，就可以推匯出當時已知的所有其他行星的距離。隨著連續凌日的發生，進行了更精確的測量，地日距離得到了改進。正是 1882 年的最後一次凌日產生了我們目前估計的約 9300 萬英里，並定義了我們太陽系的標準距離：天文單位 (AU)，即 1 AU = 9300 萬英里。
您可以想象，現在協調全球各地的觀測者比 1700 年代和 1800 年代容易得多。一位可憐的法國天文學家被派往印度東南海岸觀測 1761 年的凌日，但由於法國和英國之間的七年戰爭，他的目的地被認為途中太危險。他拼命試圖到達一個安全的著陸點，但在凌日發生時仍在海上，無法在搖晃的船甲板上採集任何有用的資料。他認為下一次凌日只有八年之遙，因此決定在印度洋等待，消磨時間繪製馬達加斯加部分地區的地圖。當 1769 年到來時，他揚帆前往菲律賓，但再次因國際衝突而脫軌，這次是與西班牙的衝突。撤退到他在印度的最初目標，他及時到達那裡觀看凌日，但最終在最後一刻被陰天所阻撓。如果這還不夠，當他終於鼓起勇氣返回家園時，他動盪的回家之旅最終導致了不愉快的發現，他已被宣告法律上死亡，他的妻子再婚了，他的家人瓜分了他的遺產。
自 1609 年望遠鏡發明以來，人類已經觀測到六次金星凌日。以下是一些技巧，教您如何在不必遠航異國他鄉的情況下參與第七次凌日
首先，檢查以確保您位於可以看到凌日的地方。
決定哪種觀測凌日的方法最適合您。
如果您位於觀測區域之外，或者如果大自然母親決定不合作，請不要害怕，美國宇航局 (NASA) 將從夏威夷的莫納克亞火山網路直播凌日。
我選擇的方法（在沒有帶太陽濾鏡的望遠鏡的情況下）是針孔投影儀，因為它只需要一些紙板、一些鋁箔和直接對準太陽的視線。它還允許多人同時觀看凌日。唯一的權衡是，您使太陽的投影影像越大（即，兩塊紙板之間的距離越大），影像就越暗。您可以透過使用一個非常長的盒子將針孔投影儀封閉在三側來繞過這個問題，這將保留一些亮度。
無論您對凌日有何計劃，請記住，在沒有適當保護的情況下，您永遠不應直視太陽。透過雲層、太陽鏡、未經過濾的望遠鏡、雙筒望遠鏡或相機觀看太陽會導致瞬間和永久性損傷。
話雖如此，祝您凌日觀測愉快！
Summer Ash 是哥倫比亞大學天文系的外展主任，也是核心課程中科學前沿課程的講師。她的博士研究是關於射電星系和活動星系核的演化。她重視科學方法的威力、科學史以及懷疑探究的必要性。作為一個自稱的太空迷，Summer 長大後總是拉著朋友和家人在白天或晚上的任何時間抬頭看天空。在她之前的職業生涯中，她是一名火箭科學家，但現在她很樂意透過向任何願意傾聽的人傳播她對太空的熱愛來獲得報酬。她試圖在 Newtonianism for the Ladies 上寫部落格，推特賬號是 @Summer_Ash，並且是《瑞秋·瑪多秀》的常駐天體物理學家。