日全食与时间,宇宙赠予我们的巧合


我们都知道,地球绕着太阳转动,而月球绕着地球转动。当月球转到地球和太阳中间时连成太阳–月球–地球这样三点一线时,太阳被月球挡住,地球位于月球阴影中的地区就能看到日食。具体能看到什么类型的日食,取决于地球当时的位置在哪里(如下图所示)


总之,观测者的位置决定了日食的类型。如果要求有时能看到全食有时看到环食,观测者就必须位于本影锥(A区域)与伪本影锥(B区域)的交界处附近。这个位置是由日月的体积和距离决定的,当日月直径比例和它们分别和地球距离的比例相同时就是影锥的分界处。

太阳目前直径为1392000km,与地球的距离为149600000km,月球直径为3474km,近地点距离为363104km,远地点距离为405696km,太阳与月球的直径比为400,而太阳与地球的距离和月球与地球的距离之比为368~412,恰好位于影锥的交界处附近,这个比例上的巧合就是我们既能看到日全食又能看到日环食的原因。

但是月球的轨道并不固定,由于潮汐的作用,月球正在逐渐远离地球。当月球的轨道扩大到即使在近地点也没法遮住整个太阳时,以月球轨道每年平均扩大3.8cm的速度计算,大约6亿年后就不会再发生日全食了。如果考虑到太阳体积逐渐膨胀的因素,这个时间会变得更短。

我们非常幸运,整个人类历史这渺小的一瞬间就这样落入了宇宙赠予我们的巧合。

PS:这是一个脑洞向的科普小漫画,如果喜欢的话也欢迎关注公众号TILcomic,谢谢

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