一輩子能看幾次日全食

美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間2017年8月21日，北京時(shí)間22日凌晨，在以北美為中心的大片區(qū)域，人們目睹了一次壯觀的日全食事件。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月21日北美日全食的觀測區(qū)域示意圖。深色區(qū)域?yàn)槿硯?，周圍區(qū)域能觀測到日偏食，百分比表示偏食程度。

此次日全食的最佳觀測帶恰好覆蓋人口稠密的北美地區(qū)（從美國西北部俄勒岡州的林肯海灘向東南方向，直到南卡羅來納州的查爾斯頓），使得它在世界引發(fā)的關(guān)注度遠(yuǎn)超以往。上一次橫跨整個(gè)美國的日全食還要追溯到1918年。

日食如何發(fā)生

由于月球從地球與太陽之間經(jīng)過，當(dāng)三個(gè)天體處在同一條直線上時(shí)，月球會遮擋部分或全部的日面，形成日食。日食過程從開始到結(jié)束最長可達(dá)3小時(shí)左右，此次日食過程中，月球完全遮擋日面即日全食的持續(xù)時(shí)間大約是2分40秒。

當(dāng)月球遮擋太陽時(shí)，會朝地球方向投射一個(gè)陰影區(qū)并掃過地球表面。該陰影區(qū)可分為兩個(gè)部分，較外側(cè)的區(qū)域稱為半影區(qū)，在半影區(qū)內(nèi)的觀察者會看到月球遮擋部分日面，形成日偏食。

月球陰影的核心部分被稱為本影，在本影區(qū)內(nèi)的觀察者會看到月球完全遮擋太陽，形成日全食。由于月球很小，且距離地球較遠(yuǎn)，所投射的本影區(qū)在地球表面掃過的區(qū)域相當(dāng)小，因此只有很少一部分地區(qū)的人能觀察到日全食現(xiàn)象。

日全食的不同階段

初虧：由于月球在空中自西向東的視運(yùn)動(dòng)速度比太陽的視運(yùn)動(dòng)速度更快，所以從地球上看，月球會從西側(cè)逐漸“追上”太陽。因此，當(dāng)日食發(fā)生時(shí)，地球上的觀察者會看到月球從西側(cè)逐漸接觸太陽的西側(cè)邊緣，這一階段是日食的開始，被稱作初虧。

2013年日全食全記錄，順序是從右往左，中間是食甚時(shí)刻，太陽被月亮完全遮擋。

食既：“既”字有“完成”的意思，顧名思義，此時(shí)月球相對太陽繼續(xù)向東運(yùn)行，遮蔽越來越多的日面，最終完成對太陽的“吞食”。

食甚：指月球圓面中心與太陽圓面中心基本重合。相比其他幾個(gè)時(shí)刻，食甚時(shí)刻難以被區(qū)分出來。

生光：月球視運(yùn)動(dòng)繼續(xù)向東，當(dāng)月面的西側(cè)邊緣逐漸離開太陽西側(cè)邊緣的瞬間，被遮蔽的陽光再次閃耀，出現(xiàn)“貝利珠”現(xiàn)象，它宣告了日全食階段的結(jié)束。

復(fù)圓：隨著月球繼續(xù)東行，太陽又逐漸變得耀眼奪目，整個(gè)日食過程結(jié)束。

日全食會帶來什么

歷史上，日全食的發(fā)生為人類認(rèn)識太陽的本質(zhì)提供了重要依據(jù)，在整個(gè)人類自然科學(xué)的發(fā)展過程中也占有重要的地位。

人類對太陽日冕結(jié)構(gòu)最早的觀察就來自日全食期間。日冕是太陽最外層的大氣結(jié)構(gòu)，溫度非常高。由于這一區(qū)域物質(zhì)密度很小，亮度很低，平常無法被觀測到。而日全食遮蔽了太陽本體，使人們能更好地觀測日冕。

當(dāng)然，在早已研制出人工日冕儀的今天，科學(xué)家能使用這種儀器在望遠(yuǎn)鏡視野中人為地遮蔽日面，創(chuàng)設(shè)出一種類似日全食的效果，對太陽日冕進(jìn)行觀察。但即便如此，人工日冕儀所提供的視野仍然無法完全替代日全食。

另外，歷史上愛因斯坦廣義相對論的驗(yàn)證也與日全食有關(guān)。愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論預(yù)言了在引力場中光線的彎曲性質(zhì)，但這一顛覆性思想需要實(shí)踐的檢驗(yàn)。

利用1919年5月在非洲幾內(nèi)亞灣普林西比島上進(jìn)行的一次日全食觀測，英國天文學(xué)家愛丁頓確認(rèn)在日全食發(fā)生時(shí)，可以觀察到太陽附近的恒星位置與星圖標(biāo)注發(fā)生了變化，且變化量與愛因斯坦理論的預(yù)測值相符，從而證明了愛因斯坦理論的正確性。

一輩子能看幾次日全食

日全食天象十分罕見，如果一個(gè)人待在一個(gè)地方不動(dòng)，平均400年左右才能看到一次日全食。但從全球范圍來看，發(fā)生日全食的概率并不低。美國國家航空航天局將公元1000年至2000年的日全食帶軌跡繪制在一張世界地圖上，結(jié)果顯示，過去一千年里，全球各地幾乎均有機(jī)會觀測到日全食。

將地圖縮小到中國范圍，上一次經(jīng)歷日全食的日子并不遙遠(yuǎn)。2009年7月22日，中國長江流域可以觀測到長達(dá)6分半鐘的日全食天象，此次日全食是自1991年7月11日以來最長的一次，這一紀(jì)錄將保持到2132年。再向前追溯，2008年8月1日的日全食帶也途經(jīng)我國北方，在日落時(shí)分結(jié)束于河南省內(nèi)。

本世紀(jì)中國大陸至少還可以看到4次日全食。下一次將在2034年3月20日，但可觀測地區(qū)是在西藏北部山區(qū)。另外，2035年9月2日還有一次日全食將經(jīng)過我國北部地區(qū)，由于北京正好位于該次日全食的中心線附近，所以能在當(dāng)天早上8點(diǎn)半左右看到約1分20秒的日全食。

如果把目光再放長遠(yuǎn)些，一個(gè)人一輩子可以看到幾次日全食？美國華盛頓郵報(bào)特意制作了一個(gè)計(jì)算機(jī)，輸入出生年份即可知道結(jié)果。例如，出生于1990年的人，今年應(yīng)為27歲，假定他（她）可以活到100歲，那么在接下來的歲月里，他（她）還將經(jīng)歷50次日全食，大部分將在亞洲，其中有2次日全食無法在陸地上觀測。（據(jù)新浪網(wǎng)、中國青年網(wǎng)）