地球最後一次日全食將在10億年內發生？
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【博科園-科學科普】縱觀人類歷史，當新月在地球與太陽之間直接穿過時，發生了三件事，要麼我們看到了日全食，月球離地球足夠近，讓它的影子落在上面：日環食，月球離地球太遠，它的影子在到達地球之前就結束了：或者是一個混合的日食，日出/日落觀測者看到日環食，正午的觀測者看到日全食，在地球-月球距離的4000英里(~ 6000公里)的差距使得所有的不同。
在地球上日全食是可能的，當月球在一個新月階段與地太陽平面相一致時，就會發生日全食，而且它離地球的陰影很近。這在地球歷史上已經發生了30億次，但不會持續太久。圖片版權：flickr user Kevin Gill
目前只有約40%的日食是日全食，但這一比率比過去要小得多。此外月球繼續遠離地球，這意味著地球的最後一次日食將在6.5億年後到來。
從地球上看月球和太陽每一個都佔據了大約半度（角度）的天空。當月球的角度比太陽稍微大一點，所有三個天體都完全一致時，結果就是日全食。圖片版權：Romeo Durscher / NASA / Goddard Space Flight Center
大約一年兩次，月球似乎在太陽面前經過，如果排列不完美，就會產生部日偏食，但如果地球、月球和太陽都在太空中形成一條直線，就會導致日全食或日環食。只是碰巧月球和太陽從地球表面所看到的天空中，每一顆都差不多有半度的高度，這在過去是不真實的，將來也不會是真實的。
現在最大的(近地點)滿月在一年的任何時候都比太陽大。然而隨著時間的推移，月球會遠離地球，導致它的角直徑縮小。當近地點的圓月比太陽太陽小的時候，就不會再發生日全食了。圖片版權：Ehsan Rostamizadeh of Astrobin
因為地球繞太陽的軌道和月球繞地球的軌道是橢圓形而非圓，有時候月亮看起來比太陽大，陰影一直到地球的表面而在其他時候太陽似乎更大，月球將不能完全覆蓋太陽。
當地球、月球和太陽在新月的時候完美排列時，會產生日食。但這是環形的（日環食），總的還是混合的，取決於月球與地球的距離。圖片版權：NASA"s Scientific Visualization Studio
當月球第一次形成日食時它離地球更近，而我們的行星旋轉得更快。就像一個旋轉的輪胎在觸摸你的手指時稍微慢下來，月球——多虧了它在旋轉的地球上施加的潮汐力，使得我們的一天在太陽系的歷史上有了很大的延長。現代測量告訴我們，隨著時間的推移，地球需要額外的14微秒來完成它的每日自轉。這就是為什麼我們要在每18個月增加一次「閏秒」。這是一個非常緩慢的過程，但卻是一個漸進的過程。
大天體在太空中的巨大碰撞會導致更大的物體踢出大量的碎片，然後這些碎片就會聚集成多個大的物體，比如月亮它們離母體很近。像這樣的早期碰撞可能產生了月球，月球一直在減緩地球的自轉，並從我們的世界開始遠離。圖片版權：NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)
如果我們回到從潮汐中留下的土壤中的日常模式，即所謂的潮汐周期，我們可以計算出地球自轉的周期。如果我們看看地球上已知的最古老的地球，從2億6千萬年前我們發現，那時的一天是在22小時以下。
Touchet的形成展示了在很長時間內發生的物質的有周期的沉積物，它告訴我們地球歷史上潮汐的長度和持續時間，使我們能夠重建過去一天的時間。圖片版權：Wikimedia Commons user williamborg
如果你將這一潮汐制動推回到地球第一次形成的時候，45億年前你會發現一天最初只有大約23000秒，或者6個半小時!大約40億年前，地球上的「一天」只持續了我們現在所知道的24小時的時間。所以隨著時間的推移，由於月球的潮汐摩擦，地球損失角動量。
地球的不對稱性，加上月球引力的影響，使地球上一天的時間長了。為了補償和保存角動量，月亮必須螺旋向外。圖片版權：Wikimedia Commons user AndrewBuck, modified by E. Siegel
但有一種自然規律即一種守恆的量告訴我們，如果地球的自轉速度減慢，就需要其他東西來補償它。這條定律是角動量守恆，而補償的是當地球自轉變慢的時候，月球在離地球越來越遠的地方螺旋上升。月亮離得越遠，它的角大小就越小，因此它在天空中顯得越小。隨著時間的推移，越來越多的日蝕將會是環形的，而不是完全的，因為月亮的大小似乎不足以遮擋太陽。
雖然今天約有一半的日蝕是環形的，但越來越多的地球-月球距離意味著在大約600萬 - 7億年的時間裡，所有的日食都將是環形的。圖片版權：Wikimedia Commons user Kevin Baird
在一年的時間尺度上，你甚至不會注意到與複雜的激光月球測距之間的距離：月球軌道上的差異僅僅是厘米。但在很長一段時間內，這都是顯著增加的。大約在5.7億年後，最後一次日全食將會發生，再過8000萬年後，最後一次日全食就會發生。這將是地球最後一次發現自己沐浴在月球的陰影中。超過這一點，月球將不再接近地球軌道上的任何一點，使它的影子落在我們的表面上。從那一刻起，唯一能看到日全食的方法就是飛向天空，或者在太空中翱翔，在那裡我們可以再次發現自己在月球的陰影中。
到目前為止我們可能在地球上大約有30億次日全食，但這超過了我們星球上所看到的超過90%的日蝕。再過6.5億年，太陽將永遠在天空中顯得更大，即使是在遠近也不是最接近的最大的新月。欣賞世界上獨一無二的自然景觀，因為所有的事物在時間上都會消逝，日食正在慢慢消失，我們也無能為力。
作者：Ethan Siegel
來自：forbes
編譯：中子星
審校：博科園
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