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我们一直在预测日食超过2000年。 这是如何做。

2020

想像。 你是一个古老的人类,你可靠而忠实的太阳突然而且意外地变黑了。 这吓坏了你。 你想,'如果永远不会回来怎么办? 天啊,我们做什么去寻找...哦,它回来了。 唷“。 但是,多年来,它一直在发生。 你开始失去对太阳忠诚的信任,并在这些事件发生时开始录音。 几个世纪过去了,最终足够的模式已经建立起来,早期文明能够预测这些疯狂事件何时可能发生。

“这不仅仅是随机的想法非常不可思议,”德雷克塞尔历史学副教授Jonathan Seitz说。 “美索不达米亚人首先考虑到这一点,因为他们习惯于把事情写下来。 他们这样做是因为他们认为这些东西有意义 - 它们不仅仅是随机的自然现象。“

随着记录可以追溯到公元前700年左右,美索不达米亚人能够确定萨罗斯周期的长度 - 月亮,地球和太阳之间的日食间隔。 一个周期每18年发生一次,10天(闰年11天),8小时,在地球上追踪阴影。 额外的八个小时意味着随着地球的旋转,日食的位置会随着时间而变化。

虽然古代天文学家无法监测Saros周期的所有迭代(日食可能发生在海洋或无人居住区域的中间),但他们能够很好地确定部分时间,以便知道何时可能发生攻击。 但在历史的这一点上,他们只知道何时。 为什么以及如何来得更晚。

进入希腊人。 对于像亚里士多德和其他人这样的思想家来说,仅仅知道发生了什么事情是不够的。 了解它为何发生同样重要。 “希腊人对因果关系非常感兴趣,”塞茨说。 日食的意义不如其他因素重要:“对于他们来说,除非你能够解释,否则你不会理解它。”

希腊的观察有助于弄清楚行星的运动方式以及地球的形状是一个球体。 没有望远镜,他们仍然认为月亮是一个发光的天体,与我们的岩石家园截然不同,但他们发现它与地球相比的相对运动。 即使他们认为地球是宇宙的中心,他们也会发现日食是太阳投射到地球上的新月的影子。

亚里士多德和托勒密为了解日食而开发的技术一直在使用,直到哥白尼和牛顿数百年后才出现。

塞茨补充道,这并不是说在此期间没有发生任何事情。 在中世纪,人们不断建立古老的文化知识,积累更多的数据,并开始改进技术。 塞兹说,尤其是在伊斯兰世界,他们非常注重天文学和占星术,开发了天文学家的天文学,并试图改进系统。

后来,像Tycho Brahe这样的思想家建造了巨大的象限,可以更准确地测量日食期间太阳的运动,有些人使用技术来测量我们今天仍然使用的日食。 塞茨说,他们确实在中世纪时期使用针孔相机,这可以让你更好地测量日食的大小。

欧洲远不是唯一注意到日食正在发生的地方。 中国与地中海人民大致同时发展了他们自己的日食预测,与日食记录的悠久历史相比,发现了日食模式。 有证据表明,玛雅人也有办法测量日食,但在欧洲入侵美洲期间,征服者几乎所有记录都被残酷地摧毁。

尽管人们对日食有了更深入的了解,但大多数文化仍认为它们是不好的预兆。 随着望远镜的出现,解释(缓慢)开始发生变化,这显示了月球的地形,并允许日食预测变得更加精确。 事实上,在1700年的天文学家爱德蒙·哈雷(Edmond Halley)制作了一幅关于即将来临的日食之路的地图,并将其发布,希望当太阳短暂消失时,普通公众不会惊慌失措,并且观察者可能收集更多数据日食持续在不同的地方。 日食观测的现代时代终于开始了。

我们现在使用的方法基于人们在19世纪提出的东西 美国宇航局的可视化专家Ernie Wright说。 开始使用更现代的计算来预测日食路径的人是Friedrich Bessel和William Chauvenet。

贝塞尔提出了我们在1820年左右使用的基本数学,而Chauvenet在1855年将其用于现代形式, 赖特说。

今天,由于我们了解月球的形状,我们能够更加具体。 月亮与你从事过的每一所小学绘画有关,实际上并不像香蕉或完美的球体。 像地球一样,它有山脉和山谷,它的形状在边缘周围有点粗糙,这意味着它的阴影也是不均匀的。

怀特说,19世纪的方法假设他的月亮是平滑的,并假设所有观察者都在海平面。 when当你在铅笔和纸上做这些简化时,你必须进行简化。“

从1940年代后期到1963年,一位名叫Charles Burleigh Watts的天文学家花了无数个小时来绘制出月球表面出现的变化,重点关注从地球上看到的月球外缘出现的地貌。 他详细的地图帮助日食预测变得更加精确。 突然,日食的阴影不是椭圆形,它是一个多边形的多边形,每个角度与月球的一个山谷对齐。

然后,美国宇航局把它提升了一个档次。 航天局的月球勘测轨道器建立在瓦特的工作基础之上,并详细捕捉了月球的地形,这是从地面拍摄的月球照片无法获得的。

赖特拍摄了有关月球形状,地球地形以及太阳,月亮和地球位置的数据,以创建一个令人难以置信的详细和准确的日食阴影将穿过美国的地方。

这次日食预计将成为历史上观看次数最多的全食。 在人类花费数千年观察和记录日食之后,研究人员仍然希望学习很多东西。

“我们最近一直在讨论太阳的大小存在一些不确定性的事实,”赖特说。 “事实证明,日食是测量太阳半径的一种非常敏感的方法。 太阳的半径约为696, 000公里。 但如果你将半径改变125公里,你可以将整数的持续时间改变一整秒。“

如果沿着预测路径的最外边缘的很多人,比如在圣路易斯或堪萨斯城的某些地区观看的那些人,他们报告说他们看到了很多贝利的珠子并且它永远不会完全,百分之百的黑暗,那么这让人们知道太阳可能比我们想象的要大一些。 如果是这样,这一贡献可以帮助未来的天文学家进一步完善他们的预测。

当你抬头看日食的路径时,并惊叹于现代科学如何准确地计算出以每小时1400英里到2500英里/小时的速度穿越该国的影子何时,何地以及如何穿越这个国家,帮助实现这一目标的人; 来自那些不知道发生了数百年以来发生了什么的观察者,但他们仍然不愿意写下他们所看到的内容,而是建造现代卫星的人们,这使得今年的日食地图如此准确。 他们所有人都走到了今天的位置。

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