“拯救”太陽

小妖

公元前6世紀(jì)，在愛琴海東岸（今土耳其的安納托利亞高原上）居住著米迪斯和呂底亞兩大部落。后因不明原因，原本和睦的部落，要用戰(zhàn)爭來解決紛爭。古希臘天文學(xué)家泰勒斯十分痛恨戰(zhàn)爭，決定利用一次難得的日全食來消除戰(zhàn)禍。泰勒斯利用自己的天文知識，推算出公元前585年5月28日當(dāng)?shù)貙l(fā)生日全食。

于是，泰勒斯公開宣布，上天對這場戰(zhàn)爭十分厭惡，將以“吞食”太陽來警示人們。若雙方不肯休戰(zhàn)，到時(shí)將大難臨頭。

但是兩部落的人們堅(jiān)信上天會庇佑，并未將此事放在心上。

5月28日，正當(dāng)交戰(zhàn)雙方打得難分難解的時(shí)候，日全食發(fā)生了，太陽被一點(diǎn)一點(diǎn)地吞食，黃昏降臨……

目睹了此番景象的交戰(zhàn)雙方，最終不敢違抗上天的意愿而停止交戰(zhàn)。

日食阻止了一場流血事件的發(fā)生，但是幾千年來，人們對于日食的情感更多的還是恐懼。

迷惑

日食作為一種天文現(xiàn)象，著實(shí)給古代的人們帶來了巨大的困擾，讓他們足足迷惑了幾千年。不論是在國內(nèi)還是國外，人們都用盡一切辦法“拯救”太陽。

在古代中國，人們認(rèn)為這個(gè)吞掉太陽的大怪物是一只天狗；在古代印度，人們認(rèn)為這個(gè)大怪物是一個(gè)魔鬼。古代斯堪的納維亞人部族認(rèn)為日食是天狼食日；在古埃及，人們說日食的發(fā)生是因?yàn)橐恢幌朐谔焱シQ霸的禿鷹企圖奪走太陽神的光芒。于是，每當(dāng)日食發(fā)生時(shí)，人們就焦急地用燃放鞭炮、敲鑼打鼓等辦法驅(qū)趕怪物，來拯救生活中離不開的太陽。

在公元前2300多年前我國就已經(jīng)有了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的天文觀象臺。根據(jù)《尚書》的記載，早在公元前1948年就有人觀測到了日食。《詩經(jīng)》中更是詳細(xì)記載了發(fā)生在公元前776年9月6日的日食：“十月之交，朔日辛卯，日有食之。”

不僅如此，我國歷來十分重視日食的預(yù)報(bào)，相傳夏代一位天文官因沉湎酒色漏報(bào)日食而被砍頭，朝廷以此來警示玩忽職守者。

我國有世界上最早、最完整、最豐富的日食記錄。在古代夏、商、周時(shí)期因歷史久遠(yuǎn)，缺乏精確的文字記錄，因此難以精確地?cái)啻帐程煜缶拖袷且蛔喈?dāng)精確的歷史時(shí)鐘，可以幫助確定一些歷史事件的時(shí)間。

如今，隨著科技的發(fā)展，觀測日食不僅僅是為了研究，而是受到了越來越多的天文和攝影愛好者的追捧，人們以能拍到高質(zhì)量且構(gòu)圖精美的日全食照片為傲。

根據(jù)預(yù)報(bào)，“2015年全球唯一一次日全食將發(fā)生在3月20日，全食階段持續(xù)時(shí)間最長為2分鐘左右。但受地理位置和日食發(fā)生時(shí)間等因素影響，我國部分地區(qū)公眾只能看到一次日偏食。”

觀測日食不僅是為了滿足人們對天文現(xiàn)象的好奇心，科學(xué)家們稱想要了解太陽，通過日食是再好不過的了。

溯源

地球圍著太陽轉(zhuǎn)，月亮繞著地球轉(zhuǎn)。當(dāng)月亮、地球和太陽三者走到一條直線附近時(shí)，日食就可能發(fā)生。因?yàn)樵铝梁偷厍蚨际遣话l(fā)光的球體，在太陽的照耀下，月亮和地球被照亮，而后面則出現(xiàn)了它們的影子。當(dāng)月亮轉(zhuǎn)到太陽和地球中間，太陽、月亮和地球幾乎處于一條直線上時(shí)，長長的月影就落在了地球上。在月亮影子里的人們看起來，太陽被月亮遮住了，日食就出現(xiàn)了。

由于地球相對于月亮的影子有相對的移動(dòng)，月亮相對于地球的影子也有相對的移動(dòng)，因此日食發(fā)生時(shí)太陽是一點(diǎn)一點(diǎn)被“食”掉的，而所謂的“食”也就是指一個(gè)天體被另一個(gè)天體或其黑影全部或部分掩遮的天文景象。

月亮的影子有本影、半影和偽本影之分，它們分別對應(yīng)著不同的日食情形。本影是一個(gè)會聚的圓錐，投向它的陽光全部被月亮擋住，位于本影內(nèi)的人們看到的是日全食。

在半影內(nèi)，月亮只遮住太陽一部分，所以人們看到了日偏食。

而日環(huán)食的出現(xiàn)則是因?yàn)椋虑蛟谔柡偷厍蛑g，但是距離地球較遠(yuǎn)，它不能完全遮住太陽。

所以日食包括日全食、日偏食和日環(huán)食三種。

在日食中沒有什么比日全食更吸引人了。在這個(gè)時(shí)刻，人們可以看到：“太陽圓面的西邊緣，有黑暗的影子在開始逐漸擋著它，一向光芒四射的太陽圓面，慢慢地減少了。開始是缺了邊，接著越遮越多了，最后成為彎彎月牙似的一鉤，暗淡的光輝代替了光芒四射，黃昏代替了晴空萬里。轉(zhuǎn)瞬間，太陽被月亮遮蓋得只成一絲光線，就在這最后光明消失之前，太陽邊緣突然冒出像‘珍珠一樣的光彩。他的出現(xiàn)只有一兩秒鐘的時(shí)間，接著，太陽就全部被月亮遮擋，日全食發(fā)生了。”

當(dāng)然，人們對于日全食的重視，還有一個(gè)原因——這是認(rèn)識太陽的最好機(jī)會。我們平時(shí)所見到的太陽，只是它的光球部分，光球外面的太陽大氣的兩個(gè)重要的層次——色球?qū)雍腿彰幔佳蜎]在光球的明亮光輝之中。色球?qū)邮翘柎髿庵械闹袑樱窃诠馇蛑虾窦s2000千米的一層；在太陽外面，還包圍著溫度極高（百萬攝氏度）但卻十分稀薄的等離子體，延伸的范圍比太陽本身還大好幾倍，這叫做日冕。日冕的光度只有太陽本身的百萬分之一，平常它完全隱藏在地球大氣散射光造成的藍(lán)色天幕里。日全食發(fā)生時(shí)，月亮擋住了太陽的光球圓面，在漆黑的天空背景上，相機(jī)顯現(xiàn)出紅色的色球和銀白色的日冕，科學(xué)工作者可以在這一特定的時(shí)機(jī)、特定的條件下，觀測色球和日冕，并拍攝色球、日冕的照片和光譜圖，從而研究有關(guān)太陽的物理狀態(tài)和化學(xué)組成。

此外，日食發(fā)生時(shí)對研究相應(yīng)的氣象變化、生物反應(yīng)等都有一定的意義。科學(xué)史上有許多重大的天文學(xué)和物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)就是利用日全食的機(jī)會做出的，而且只有通過這種機(jī)會才行。最著名的例子就是1919年的一次日全食，證實(shí)了愛因斯坦廣義相對論的正確性。1915年，愛因斯坦發(fā)表了在當(dāng)時(shí)看來是極其難懂、也極其令人難以置信的廣義相對論，這種理論預(yù)言光線在巨大的引力場中會拐彎。人類能接觸到的最強(qiáng)的引力場就是太陽，可是太陽本身發(fā)出很強(qiáng)的光，遠(yuǎn)處的微弱星光在經(jīng)過太陽附近時(shí)是不是拐彎了，根本看不出來。但如果發(fā)生日全食，擋住太陽光，就可以測量出來光線拐沒拐彎，如果拐了，彎度多大。機(jī)會在1919年出現(xiàn)了，英國天文學(xué)家愛丁頓觀測到的結(jié)果與愛因斯坦事先計(jì)算的結(jié)果十分吻合，從此相對論得到世人的承認(rèn)。

日全食之始末

“晴空萬里，陽光普照，忽然，光輝的日輪西邊緣，被一個(gè)黑影（月亮）侵蝕了。”月亮剛開始觸及太陽的那一瞬間，即月輪的東邊緣和日輪的西邊緣相外切的一剎那，就是日食開始的時(shí)刻。這是月輪和日輪的第一次“碰面”，也是日食的第一個(gè)重要階段，叫做“初虧”。

初虧后就進(jìn)入了偏食階段，月亮繼續(xù)向東運(yùn)行，日輪的發(fā)光面積逐漸被月亮擋住。慢慢地，太陽變成了鐮刀形，光耀也隨之慢慢變暗。

就在最后一線陽光消失前，“貝利珠”出現(xiàn)了。人們常用“曇花一現(xiàn)”來形容一件事情存在的時(shí)間短暫，而貝利珠的存在卻比曇花一現(xiàn)還要短促。1836年5月15日，英國天文學(xué)家貝利在觀測日全食過程中，發(fā)現(xiàn)在太陽將要被月亮完全擋住時(shí)，在日面的東邊緣突然出現(xiàn)了一弧像鉆石似的光芒，就好像是鉆石戒指上引人矚目的閃耀光芒，同時(shí)在瞬間形成為一串發(fā)光的亮點(diǎn)，這些如珍珠般的亮點(diǎn)被高高地懸掛在漆黑的夜空中，很是壯觀。人們稱這種現(xiàn)象為“珍珠食”，也叫貝利珠。

貝利珠過后，月輪的東邊緣和日輪的東邊緣相內(nèi)切，這就到了日全食的第二個(gè)階段“食既”。

食既后，月輪很快就到了日輪的中央。這一瞬間被稱為“食甚”。此時(shí)，你可以看到日珥和日冕。整個(gè)日全食過程到此恰好完成了一半，剩下的一半就好像是把剛才發(fā)生過的影像，再倒著播放一遍。

月輪和日輪再次相切，天空中慢慢恢復(fù)了太陽的光芒，即“生光”。當(dāng)太陽與月亮徹底分后，太陽就“復(fù)圓”了。

解惑

還記得2009年7月22日的那次壯觀的日全食嗎？在那天，日食帶橫掃東半球，我國全食帶經(jīng)過的地區(qū)有成都、重慶、武漢、杭州和上海等城市，在這些城市都可觀賞到4分鐘以上的日全食，此次景象被評為21世紀(jì)我國最重要和最值得觀看的壯麗天象，引來了無數(shù)天文及攝影愛好者。

為什么此次日全食的影響范圍如此之廣，什么是日食帶？

以北京著名的街道長安街為例，它是東西走向的，當(dāng)你晚上在長安街上從西向東行走的時(shí)候，每盞路燈都會把你的影子投射到地面上。當(dāng)你走過某一盞路燈時(shí)，影子是如何移動(dòng)的呢？

開始，你在燈的西面走，身影自然順著街道向西：慢慢地，你走過了這盞燈，到了燈的東邊，影子自然也隨之向東。了解了這個(gè)原理，就可以更容易理解什么是日食帶。

如果把太陽當(dāng)作路燈，把月亮當(dāng)作行人，那么，月影就相當(dāng)于人的身影。月亮從西向東運(yùn)行，它的影子就從西向東掃過地面。月影所到之處，構(gòu)成了一條帶子，這條帶子的延伸方向也是從西向東：影子先在西邊，逐漸移向東邊。

于是，月影掃過的地帶，就都可以看見日食，所以這條帶就叫做日食帶。

為什么日全食總是在不同地方出現(xiàn)？

2008年8月1日的日全食，在我國的合適觀測地只有少數(shù)西北偏遠(yuǎn)地區(qū)。而2009年7月22日的日全食的可觀測范圍，涵蓋了我國長江中下游和南亞各國的許多大中城市及人口稠密地帶。

我們已經(jīng)知道，日食是因?yàn)樵虑驌踝×颂柕墓饷ⅰＨ帐嘲l(fā)生時(shí)，被月球擋住陽光的區(qū)域在月地之間形成一個(gè)陰影“圓錐”，地球表面擦過它的部分才能看到日全食。由于日月軌道所限，地表能切到“圓錐”的最大截面，直徑也不到270千米，隨著地球自轉(zhuǎn)掃過狹窄的一條能看到日全食的地帶。每次日全食發(fā)生時(shí)日、地、月三者的相對位置和角度不同，月影“圓錐”也就掃在地球上的不同地點(diǎn)。

不可以直接用肉眼觀測日食

幾十年前，德國有幾十人雙目失明，就是因?yàn)樗麄冎苯佑醚劬慈帐场Ｌ柟庖约捌渲锌床灰姷募t外線中包含大量的熱能，被物體吸收后會產(chǎn)生大量的熱。如果用眼睛直接看太陽，即使只看短短的一剎那，眼睛就會受到很大的刺激，長時(shí)間很難恢復(fù)。在眼睛里有一個(gè)水晶體，它能起到聚光鏡的作用，如果對準(zhǔn)太陽看，太陽的熱能被它聚集在眼底的視網(wǎng)膜上，就會覺得刺眼；如果經(jīng)過一些時(shí)間后，視網(wǎng)膜就會被燒傷而失去視力。在發(fā)生日食時(shí)，大部分時(shí)間都是偏食，月亮只擋住了一部分太陽，剩下的部分仍然和平常一樣，所以直接用眼睛看日食的時(shí)間長了，同樣會燒傷眼睛。

觀看日食可以采用專業(yè)的太陽濾光眼鏡，它可以過濾掉太陽中的絕大部分強(qiáng)光。這時(shí)我們就能看到太陽清晰地輪廓。

當(dāng)然，我們也可以自制普通的“濾光鏡”，通常可用一塊涂黑的玻璃或者用煙火將玻璃表面熏黑，注意墨層的厚度要均勻，如此，通過這塊墨玻璃就能看到古銅色的太陽，這種被中和了的光，看上去既不刺眼，也不影響觀看效果。