为什么不是每个月都有日食?一个250年前的答案

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每个月,月亮都会绕地球一周,这意味着月亮每个月都会位于地球的太阳一侧。那么,为什么不是每个月都有日食呢?这个问题在1757年的一本天文学著作中,由詹姆斯·弗格森(James Ferguson)以一种通俗易懂的方式回答了,这本书堪称18世纪的“天文学傻瓜书”,里面还附有令人惊叹的插图。

一个250年前的解释

弗格森给出了一个令人惊讶的250年前的解释,下面是我为这个解释绘制的插图。每个行星和卫星都由太阳照亮,并向天空中的太阳对面投下阴影。当太阳的光线被月亮拦截,使得地球上的任何地方看起来太阳部分或全部被遮住时,就发生了日食;但严格来说,这只是月亮阴影落在地球上的那一部分的日食。当我们看到太阳被遮住时,月亮上的居民(如果有的话)会看到她的阴影像一片黑暗的斑点在地球上移动,速度大约是地球赤道部分移动速度的两倍,且方向相同。

但如果月亮的轨道与地球始终运动的黄道平面重合,那么月亮的阴影就会在每个月的朔月落在地球上,部分地区的太阳就会被遮住。

月球轨道与黄道

然而,月亮轨道的一半高于黄道5度,另一半则低于黄道5度。因此,月亮轨道在两个相对的点与黄道相交,这两个点被称为月亮的交点。当这些点在朔月或望月时与太阳在同一直线上时,太阳、月亮和地球就会排成一线;如果月亮是朔月,那么她的阴影就会落在地球上;如果是望月,地球的阴影就会落在她身上。

日食的奥秘

当月亮在朔月时距离任何一个交点超过17度,月亮就会在她的轨道上太高或太低,无法将她的任何部分阴影投射到地球上。但当月亮在合时距离任何一个交点少于17度,她的阴影就会落在地球上。月亮的轨道包含360度,其中17度,即日食在交点两侧的极限,只占很小的一部分;而太阳每年只经过交点两次,这就难怪我们会有那么多没有日食的朔月了。

在探索宇宙的奥秘时,我们总是被那些古老智慧的闪光所吸引。弗格森的解释不仅解答了我们的疑问,也让我们对天文学有了更深的理解。那么,下次当你看到日食时,不妨回想一下这个250年前的解释,感受一下宇宙的奇妙与和谐。

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