若干年后就看不到日全食了？且看且珍惜！

在即将到来的八月，一场日全食刚刚降临美国，给美国人民带来了一场全国性的天文盛宴。

图日全食过程示意图(见水印来源)

8月21日，从美国西海岸的俄勒冈州到东海岸的南卡罗来纳州，日全食沿着一条宽约110公里的日全食带跨越了美国的14个州。对于最近的盛大视觉盛宴，美国人民非常兴奋，打开了万人空巷的模型，整个人都出去观看日全食。科学家还抓住了日全食的机会对太阳进行科学观测。为了获得更好的观察结果，他们甚至使用喷气式飞机和高空气球。

图8月21日美国日全食期间的太阳(来源:wikipedia.org)

那些能够亲眼目睹日全食的人是幸运的，因为这种昼夜交替的天文奇观将在未来的某一天消失。

我相信大多数读者都知道日全食的发生是因为月亮正好在太阳和地球之间。然而，金星和水星这两颗主要的行星，有时会出现在地球和太阳的正中间。天文学称这种现象为“金星凌日”和“水星凌日”。尽管金星和水星的半径和体积都比月球大，但当凌日发生时，我们几乎感觉不到它们对地球上阳光的遮挡。如果你想观察这两种天文现象，你需要像望远镜这样的特殊工具。

月球之所以能够用一个更小的天体来遮挡阳光，是因为它离地球的距离比金星和水星要小得多。这与我们在生活中的直觉是一致的:当在十字路口等红绿灯处驾驶一辆家用汽车时，停在车前的一辆货车会挡住前方很大的视野。当我们在高速公路上以大约100米的正常距离行驶时，即使前面的车是一辆巨无霸卡车，也不会挡住太多的视线。即使月球本身，如果在地球和太阳之间，恰好在远离地球的轨道上，它也不能完成完全遮挡太阳的任务。此时，地球上的人们看到的不再是日全食，而是日环食:太阳的中部是黑暗的，边缘仍然明亮，形成一个光环。

图当月亮在远地点时，它不能完全挡住太阳，一次日环食将会发生(从Wikipedia.org)

当阿波罗飞船将宇航员送上月球时，他们在月球上安装了能有效反射激光的反射器。之后，在地球上进行天体测量研究的天文学家可以利用从月球反射回来的激光精确测量地球和月球之间的距离。测量结果显示，月球正以每年3.8厘米的速度远离地球。

为什么月亮会远离我们的地球？事实上，这是地球自转和月球公转相互作用的结果。月球绕地球公转大约需要27.3天，而地球自转一周的时间只有24小时，比月球自转一周的时间短得多。地球海洋的涨潮和落潮部分是由月球引力驱动的。潮汐现象不仅能使地球上的沿海地区感受到波浪的变化，而且还能在地球和月球之间交换角动量。随着角动量的交换，地球自转变慢，月球自转变化迅速。为了平衡月球上的重力和月球自转的离心力，月球轨道的半径将会增加，从而导致月球远离地球。如果你用高精度原子钟测量，你会发现地球上一天的时间每年增加15微秒(1秒= 100万微秒)，这是地球缓慢旋转的结果。在我们的时间系统中，我们需要定期增加闰秒来纠正这个偏差。

图4DSCOVR卫星拍摄的地球和月球照片(来源:nasa.gov)

根据科学家的计算，在650万年后，人类将目睹最后一次日全食。在那之后，月亮将不再能够完全遮挡天空中的太阳，日全食的天文现象将成为历史。

然而，考虑到650万年后科学技术的发展水平，也许聪明的人类会想办法让月亮回来，以便继续观看日全食。