日食巧合

加入我們的科學愛好者社群!

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


環食(圖片來源:sancho_panza)

當本週日太陽被月球遮蔽時,對於世界上許多地方的觀測者來說,太陽將被暫時替換為一個美麗的火環——一個圍繞黑暗月盤邊緣探出的明亮恆星等離子體環。這種情況並非總是發生,日偏食僅僅是削去太陽盤的一部分,而真正的日全食則完全遮蔽了太陽的可見表面。這一切都取決於太陽、月球和地球之間的對齊以及我們彼此的軌道運動。

月球如此接近完美地遮蔽太陽,這真是一個有趣的巧合,因為實際上並沒有物理原因必須如此。月球恰好比太陽小約 400 倍,但太陽恰好比月球離地球遠約 400 倍。因此,簡單的幾何學告訴我們,月球的視盤幾乎與太陽的視盤大小完全相同。當然,這種匹配並非總是完全相同,地球以適度非圓形的橢圓路徑繞太陽執行,因此我們最近和最遠的距離(近日點和遠日點)相差約 3.3%。月球的軌道在我們近點和遠點之間也有大約 10% 的差異,因此,當日球和月球的視大小發生變化時,日全食的精確程度也會略有變化。本週日,距離變化共同作用,使月球看起來是太陽大小的 94.4%。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


然而,從更長的時間尺度來看,地月系統並非靜態。潮汐驅動的這兩個天體軌道和自轉的演化導致了許多結果。首先,正如我們所知,月球的自轉速率與其軌道週期相匹配,因此它始終以同一面朝向地球(除了一些小的天平動)。其次,由於地球的自轉速度快於月球的軌道速度,因此地球上產生的潮汐隆起會拉動滯後的月球,逐漸抬升其軌道並減慢我們的自轉速度。每年,月球的軌道增長約 3.8 釐米,我們的一天延長約 0.000015 秒。

按照目前的速度,大約在 5000 萬年後,月球將永遠無法完全遮蔽太陽,它在天空中看起來會太小。這種軌道演化也意味著,在遙遠的過去,日全食就是真正的日全食——完全從視野中抹去太陽。很有可能,有科學頭腦的霸王龍從未見過日食中的火環或貝利珠

那麼,我們人類恰好生活在月球和太陽在我們天空中看起來幾乎一樣大的時代,這有什麼重大的意義嗎?不,我們只是碰巧處於一個大約有 1 億年寬的機遇視窗期,沒有什麼特別明顯的,只是相當幸運。

日食路徑,從地球的一側到另一側(圖片來源:NASA)

 

 

© .