今年六月份的日食不容错过,科学爱好者的福利来了

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大约45亿年前月球形成以来,它一直在逐渐远离地球,虽然现在我们能看到日食,但以后就说不好了。最近的一次日食是在2019年7月2日,当时南美洲的人们都看到了最清晰的日全食。遗憾的是国内看不到。

值得兴奋的是,在今年六月份我们也能看到这一罕见的天文现象了。


日食是如何形成的?

当月亮运行到地球和太阳之间,月亮遮住太阳时,观察者会看到太阳被吞没这个稀有的天文奇观。

下一次日食是什么时候?

2020年6月21日即将发生环形或“火环”日食。彼时从非洲大部分地区,东南欧和亚洲大部分地区都可以看到这种日食,而在澳大利亚北部则可以看到部分日食。  


日食的类型

日食有四种类型的日食:日全食、日环食、日偏食,全环食。罕见的是全环食,那么每种类型是什么样的:Get智能写作

A 日全食

太阳(864,000英里直径)比月亮(约2,160英里)大400倍。太阳离地球也是近400倍月亮的影子刚好够宽,可以遮住整个太阳。阳光完全被月亮遮住了。原本明亮的太阳圆盘被月亮的黑色阴影所覆盖。月全食发生在月球近地点。平均来说每18个月,地球上某处会发生一次全食。 

在日全食时的短暂时期,太阳被完全遮住,太阳的外层大气(日冕)显露。总体持续时间可能长达7分钟31秒,其实大多数时间比这要短得多。

在2011年1月4日时,地球上的部分地区的人们就曾看到日食。位于太空的Hinode卫星,从太空捕获了这一惊人的事件。

B 日环食

日环食和日全食有很大的不同。在日环食期间,在月亮周围形成一个光环,天空变黑。日环食最长持续时间为12分30秒。

最近一次日环食发生在2016年9月1日。

C 日偏食

当观测者看到,只有一部分太阳被月亮阴影遮挡时,会发生日偏食。在日偏食期间另一部分阳光会继续发光。

在地球上日偏食会有两种情况:

一种情况是,位于极地地区会有半影,远离两极但仍在半影区域内的地方,可能看不到半影。

在另一种情况下,那些位于几千英里范围内的人会看到部分日食。

最近一次日偏食发生在2018年2月15日。

D 全环食

全环食也称为环形日食。全环食发生概率极小,这种特殊的日食发生在月球与地球表面的距离和月球本影的长度很接近的情况下。

当全环食发生时,随着地球与月球的相对运动,将依次出现日环食,然后日全食,最终回到日环食。最近一次全环食在2013年11月3日,在2023年4月20日将再次发生。


观测日食一定要注意安全

当日食临近时,主流媒体会提供各种警告和建议,说禁止裸眼看太阳,可能导致失明,这使大多数人认为日食很危险。其实不是这样!

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虽然直视太阳是危险的,但并不是所有的时间,太阳会发出可伤害眼睛的不可见红外线,通常我们观测日食时永远不要直视太阳,但是有一些方法可以安全地观测日食。

到目前为止,观看日食最安全的方法是双筒望远镜投影法。双筒望远镜可将太阳的放大图像投射到白卡或镜子上。卡越远,可以对焦的图像越大。

注意:千万不要通过望远镜肉眼直接看太阳

您有一次可以安全地直视太阳的机会:

在日全食期间,如果太阳完全被遮盖,在那宝贵的几秒钟或几分钟内,美丽的日冕围绕着黑暗的太阳发出珍珠白光,奇妙的边缘总是微弱而细腻像淡淡的极光,着实是个机会。但是,当太阳开始出现再次进入视野,光晕很快消失,你得再次想办法保护你的眼睛了。


古代对日食的观测

据我所知,日食的最早记录发生在四千年前的中国,夏代仲康时期的“书经日食”是世界上最早的日食记录,人们认为日食是天狗食日造成的,必须敲锣打鼓赶走天狗,

因此在古代皇帝对此非常重视,据说,夏朝第四任皇帝钟康因为羲和漏报了日食,下令砍掉了他的头,以惩罚他。因此中国保存有非常完整的日食记录。

从春秋到清代同治十一年,有记载的日食共985次,李淳风认为日食是皇帝不道德、天下大乱的表现。

汉代的张衡对日食提出了科学合理的解释,揭示了日食的原理。


日食的现代研究

天文学家通过研究日食学到了很多东西,到18世纪日食观测被认为是名副其实的天文信息宝库。

1868年8月18日日全食期间,法国天文学家皮埃尔·杰森通过观测日食发现日珥光谱中的一道黄线,之后发现了这是一种新的化学元素。这就是1895年才在地球上发现的氦气体。

日全食期间,太阳被遮挡,一些明亮的恒星和行星可以在黑暗的天空中观测到。天文学家亚瑟·爱丁顿用1919年5月29日全食期间拍摄的照片证明了爱因斯坦的相对论的正确。


日全食将始终是最令人印象深刻的自然现象之一,并且将永远被人们记住。

当太阳死去的时候,会发生什么有趣的现象?

今天给大家说一个科普问题,那就是太阳如果突然消失,会发生什么?

其实相对于这个问题,我们更关心的是以下几个问题:

第一个问题,地球会不会被撕裂?

第二个问题,地球生命会不会灭绝?

第三个问题,人类的命运如何?

要回答上面这三个问题,我们只能在现有的物理学基础上分析下,太阳消失后地球会发生什么?


太阳消失意味着引力的消失

1.地球会被太阳突然消失产生的引力波撕裂吗?

如果太阳消失,首先的问题就是行星的引力消失,所有星体从圆周运动转变为直线运动,但由于我们地球自身的万有引力作用,月球还会绕我们地球圆周运动,但是随着光线的消失,面向太阳的半球突然陷入黑暗,背向太阳的半球月亮不见了,社会会发生恐慌。

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这里科普下引力波的概念。

对于我们这个年代的人来说,引力波相信大家都不陌生。

其实从爱因斯坦发现引力波到最近才被探测到,引力波已有百年历史。

根据爱因斯坦的广义相对论,质量产生空间弯曲,弯曲的空间内的物体受到了引力影响,值得一提的是,如果太阳的质量消失了,它的引力场消失的速度不会超过光速,地球上的太阳引力最快也会在8分钟后消失,所以对于地球来说,太阳消失的过程其实并不是一个瞬间的事情,前几分钟内一切正常,随着引力的变化,地球灾害性天气频发,例如地震,火山,海啸。

引力波的总能量有多大?

引力波的能量大小受质量和密度的影响。

科学家根据太阳的真实质量计算出,太阳引力波的撕裂临界密度为0.455千克/立方米。临界密度远小于固态行星的密度。所以地球还远没有被撕裂的风险。

引力波虽然含有巨大的能量,但当太阳引力波掠过地球上空时,却不会对经过的物体产生影响。顶多对大气和海洋会产生影响,这很神奇。

2.地球会和其他星体相撞吗

太阳突然消失后,引力的消失导致九大行星的轨道的消失,他们会以各种可能在太空中运动,那么它们会和地球相撞吗?

各种模拟软件计算的结果显示,相撞的概率很低,不信的话,你可以自己下载个Space Engine模拟下。

其实除了引力和相撞问题,我们真正需要关心的是太阳的突然消失后的温度的下降。


温度的降低才是最恐怖的

1.温度的降低是最恐怖的

如果太阳突然消失,刚开始几分钟内,地球上的温度不会变化太大,因为大气层的保温效果很好。

接下来一周温度下降速度最快,但由于地球自身拥有的稳定平均温度的能力,基本上维持在每天降低1-2度的样子,这样一个月后温度降到零下40度左右,这时候基本上没有人能生活下去,一年后下降到零下100度,最终地球不再有四季,变成一颗白色的冰冷星球,地球进入冰河时期,数百万年后,当地球的温度降到了零下200度,由于地核的高温,地球不再降温,保持平衡,那时地球极端寒冷,大气被凝结在地表。

2.光线的消失使社会动荡不安

伴随着温度的降低,是光线的消失,光线是一种电磁波,当太阳消失,地球八分钟后才会感觉到黑暗,此时的地球光和热是一种问题,这种巨大而未知的现象在人类社会引起了巨大的动荡,特别是一个月后,人类已经难以在地表生存,资源的争夺是整个社会的最重要问题。

海洋形成冰盖,陆地形成冻土层,拥有地热资源的地区会率先建立起来临时避难所,留存一定的人口,漫漫长夜,人口会从小的避难所往海边的大型基地迁移,海底化石资源逐渐取代地热资源,发展出可控的核聚变能源。

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人类的命运何去何从

随着环境的变化,温度的降低,首先死去的是植物,然后是动物,整个生态系统一层层相继消失,作为生态圈顶层的智慧生物人类肯定是最后一个,这时有很多人会好奇,地球能撑多久?人类能撑多久?

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1.前期的食物危机

人类前期可以依靠科技撑过一段时期,但好景不长,几年后温度降到零下120度。

没有了太阳光,仅靠地热表面温度无法保持人类生存,人类只能进入地下,每下降一百米,温度提高3度,特别是冰盖覆盖的海底,在那里工业会全面取代农业,海洋的储能会维持地球相当长的时间内大气不会冻结,百年内人类就可以将大量废弃有机物排入海洋,点燃可控的核聚变,海洋出现了一小块未冻结的海洋,形成了一个小型的海洋生态系统。随着核聚变能的增强,解冻海洋面积不断增加,最后出现洋流,海洋生态圈逐渐恢复当时,生活在一个巨大的温室里,由生物技术复活的小生物圈能够稳定运行。

食物供应是人类的首个大问题,科学家用裂变发电技术可以建造人造太阳,利用人造太阳制造农作物,并且人类可以借核能维持部分农业,例如螺旋藻。

真菌和人造光源下的绿色植物成为主要的食物来源。

肉类会成为奢侈,人类会变成素食主义者。

氧气的问题不会太大,因为可以和地表接触空气交换机。

2.中期海洋深处的生态系统

虽然前期用人造光可以解决食物危机,但后期人造光会逐渐由地热能替代,地热能将成为人类的主要能源。

那时海洋深处的生态系统可能是地球上唯一的生态系统了。

3.后期新的太阳的形成

太阳系本来就是一堆太空尘埃,后来形成两个太阳,双星经历合并,分离,然后再次合并形成我们现在的太阳。铁元素的广泛存在,证明太阳系之前的几代太阳分离过几次,但是因为质量太大或太小而不稳定,又经历了合并,才形成质量合适的太阳。

太阳突然消失后八大行星不会直接飞出太阳系,而是会和奥尔特星云聚拢,甚至合并,尤其是木星,它可能会形成一个新的太阳,新的太阳系形成。

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总而言之,太阳突然消失不大可能发生,各种答案只是推理,假定我们知道的话,人类大部分都有可能幸存,也许我们会进化出更强大的力量,担负起保护宇宙的责任。

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