日全食與時間,宇宙贈予我們的巧合

我們都知道,地球繞著太陽轉動,而月球繞著地球轉動。當月球轉到地球和太陽中間時連成太陽--月球--地球這樣三點一線時,太陽被月球擋住,地球位於月球陰影中的地區就能看到日食。具體能看到什麼類型的日食,取決於地球當時的位置在哪裡(如下圖所示)

總之,觀測者的位置決定了日食的類型。如果要求有時能看到全食有時看到環食,觀測者就必須位於本影錐(A區域)與偽本影錐(B區域)的交界處附近。這個位置是由日月的體積和距離決定的,當日月直徑比例和它們分別和地球距離的比例相同時就是影錐的分界處。

太陽目前直徑為1392000km,與地球的距離為149600000km,月球直徑為3474km,近地點距離為363104km,遠地點距離為405696km,太陽與月球的直徑比為400,而太陽與地球的距離和月球與地球的距離之比為368~412,恰好位於影錐的交界處附近,這個比例上的巧合就是我們既能看到日全食又能看到日環食的原因。

但是月球的軌道並不固定,由於潮汐的作用,月球正在逐漸遠離地球。當月球的軌道擴大到即使在近地點也沒法遮住整個太陽時,以月球軌道每年平均擴大3.8cm的速度計算,大約6億年後就不會再發生日全食了。如果考慮到太陽體積逐漸膨脹的因素,這個時間會變得更短。

我們非常幸運,整個人類歷史這渺小的一瞬間就這樣落入了宇宙贈予我們的巧合。

PS:這是一個腦洞向的科普小漫畫,如果喜歡的話也歡迎關注公眾號TILcomic,謝謝

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