2018第一場月全食觀看時間介紹 揭秘月食「兇手」是誰

[閩南網]

­ 1 月 31 日，今年的第一場月全食馬上就要來了，這次月食開始於入夜後不久的 19：48，21 點之前就全部被食，時間非常適合大家觀看！

­ 相信大家對月全食都非常期待，並且已經了解得不少了，但是下面這些月全食引發的腦洞，或許能給你帶來一些新的啟發吧！

­ 月食的形成 VS 古人的腦洞

­ 月食的成因在古人眼中神秘莫測。

在中國民間，有天狗食日食月的傳說；在北歐神話里則有對應的巨狼斯里芬（去年漫威電影《雷神 3：諸神黃昏》里出現過的那坨大黑狼）的兩個兒子吞食日月；而在古印度的星占學裡，更是設想了兩個"隱藏不見"的凶星，叫做羅睺星和計都星，前者專門吞吃太陽，後者專門吞吃月亮，有著一些特定的天文含義。

­ 羅睺計都——月食"兇手"是誰？

­ 古印度神話中，大神毗濕奴（Vishnu）帶領天神攪動大海，提取永生之水，結果有個叫羅睺（h ó u）的阿修羅躲在天神隊伍里偷喝。

太陽神和月亮神發現後向大神舉報了他。

毗濕奴飛起一個盤子把羅睺砍成兩半。

但是他喝了永生之水，不會輕易死去，他的上半身還叫羅睺，下半身叫做計都，就躲在天空里永遠與日月為敵。

（也有說法稱羅睺的下半身是好幾條蛇擰巴在一起的，砍下來變成計都以後就成了彗星，反正在古人眼裡也是個不祥的象徵）

­ [ 注 ] 羅睺和計都傳入中國以後，與日、月、金、木、水、火、土七星合稱為九曜（y à o）。

在《西遊記》里，托塔天王率兵去花果山捉拿孫悟空就帶著這哥兒九個，不過最後也沒能把猴子怎樣。

­ 根據鈕衛星先生的解釋，羅睺指的是白道（月亮軌道）與黃道的升交點，計都則為白道的遠地點，從中我們可以看出古印度人對日月食發生的位置是有研究的——

­ 大家現在都知道月食的成因是太陽照著地球形成了長長的影子，月球走進這個陰影里就會形成月食。

­ 為什麼月球每個月都繞行地球一圈，卻不會每個月都有日月食呢？就是因為月球繞行地球的軌道和地球與太陽的軌道之間存在夾角，月球需要在初一或者十五的日子裡，正好走到兩條軌道交點處附近，才能形成日食或月食——也就是傳說中羅睺趴著的位置。

­ 從地球的視角，太陽沿著黃道運行，月球沿著白道運行，兩者之間存在一個小小的夾角，當日月走到交點附近，陰影才能遮掩

­ 有些人認為，羅睺就是月球本身，它遮擋太陽時比較容易看出一個黑暗的圓。

­ 藉助計算機對日食時拍攝的高動態範圍照片，我們也能看出遮擋太陽的月球表面，以及太陽周圍翻滾奔騰的日冕和日珥。

攝影 / 王樂天，後期 / 章佳傑

­ 而計都並無實體，我們看到的月食上的黑影正是地球所拖出的一道長長的陰影。

­ 依託現代科技的手段，用照相機拍出多張月食過程的照片，然後拼合到一起，就能看到這個陰影的更全面的效果。

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­ 月食"大數據"——算出平均朔望月

­ 和印度神話相比，古希臘人在認識日月食成因方面更為先進。

他們很早就知道月食是由地球的陰影造成的，並且還從這個陰影是一段圓弧的現象中推測出地球的形狀也是個球形。

其實在古希臘人的宇宙觀里，本來就覺得圓形啦球體啦什麼的是最完美的，所以認為地球是球體也算順其自然。

­ 不過要較真起來，僅靠一段弧線就認為地球是球形還是證據不足的。

假如地球是個圓柱體，某次剛好以橫截面對準太陽的時候也可以產生圓形的影子。

­ 但是古希臘人收集了很多月食的結果，可以說是全方位多角度地確認這些影子都是圓弧形，從這樣的"大數據"推出的結果還是比較可信的。

­ [ 注 ] 文中所謂"大數據"，只是借用現在熱門技術的梗，以體現古希臘人在收集數據方面的拓展性思維，其實遠不到大數據的範疇。

­ 提到與月食有關的"大數據"，可以說說依巴谷（Hipparcus）的功績。

他生活在公元前 190~ 前 125 年的古希臘，在天文學方面做出很多開創性的努力，被後世尊稱為"天文學之父"。

­ 面對月食，他有個腦洞大開的創意：藉助月食測量朔望月的時長。

朔望月時長就是指月亮從與太陽同一方向的朔，逐日長胖變圓，達到被稱為望的滿月，再一步步虧損，到下弦月到殘月再到看不見，這樣一個周期要經歷的天數。

­ 顯然月亮與太陽同側時是看不見的，沒法直接測量兩個朔日的間隔。

滿月也有"十五的月亮十六圓"，上弦月下弦月到底什麼時候正好是一條直線？這些都不容易精確定位。

­ 月相圖

­ 這時候依巴谷就用上了月食的天賜良機，月球什麼時候進入地球的陰影和走出地球的陰影，可以比較明顯地判斷出來。

然後，他手裡還有古巴比倫人上百年觀測月食的記錄，數數這麼長時間經歷過多少個朔望月就可以得出相當精準的時間。

­ 我按這個方法自己也計算了一下：以 2011 年 12 月 10 日發生在北京的那次月全食為起始日期，到這次的 2018 年 1 月 31 日 19：48，期間共經歷了 2243.96 天，76 個朔望月。

於是求出平均每個朔望月的時長是 29.5258 天，和標準答案的 29.5306 天之間相差不到 7 分鐘，精確率達到 99.98%。

這是只用了 6 年間隔的時間，已經算得相當精確了，如果真的用上幾百年的數據，嘖嘖！

­ 日地月距離到體積——更早的日心說？

­ 和依巴谷老師的這個腦洞相比，比他早一百多年的古希臘天文學家阿利斯塔克（Aristarchus）面對著日月食，腦洞開得更大：

­ 日食的時候，月亮能剛好遮擋太陽，這說明了什麼？我們伸直胳膊，然後彎曲一根手指，可以發現大概手指的粗細差不多是月亮直徑的兩倍，這又說明了什麼？

­ [ 注 ] 伸直胳膊測量角距，適用於精度要求不高的測量需求，一般而言，胳膊長的人手指粗手掌寬，胳膊短的人手指細手掌窄，也是可以成比例的。

­ 這說明：

­ 我們胳膊的長度和手指一半粗細之間的比例，

­ 和地球到月球之間的距離與月球直徑的比例，

­ 以及地球到太陽之間的距離和太陽直徑的比例，

­ 這三者是差不多的。

­ 接下來阿利斯塔克在上弦月的時候（這時候日、月、地之間的夾角正好是 90 度）測量了月球和太陽之間的夾角。

­ 根據三角形邊長之間的關係，他得出日地距離大概是地月距離的 19 倍左右，同時太陽的直徑也是月球的 19 倍。

——現在我們知道這個距離之比是 400 倍，但他開這個腦洞，在理論上是沒什麼問題的。

受測量精度的影響，以及對上弦月無法精確定位，才造成測量值的極大誤差。

還能開什麼腦洞呢？他又測量了月食時月球穿過地球陰影的時間。

­ [ 注意 ] 要找那種月球正好從地球陰影中心穿過去的月全食，如果是從陰影的旁邊穿過去的話所用時間就比較短。

­ 本次月全食，月亮走的路徑就不是地影的中間 /NASA

­ 測量這個時間有什麼用？因為月球差不多每隔 27 天多就會繞地球轉 360 度（注意不是朔望月的 29 天半），所以平攤下來，差不多每個小時走過其自身寬度的一段距離，也就是半度左右。

­ [ 注 ] 月球每小時約走過自身寬度的角距，後來到了大航海時代還被用到過：天文學家們為了幫助航船實現全球定位，在精密航海鍾發明之前，曾提出利用測量月球方位來進行授時的解決方案。

此舉後來還奠定了以格林威治天文台所在經線為本初子午線的基礎。

­ 通過測量這個時間，阿利斯塔克就算出：地球的影子拖到月球的那個位置上，影子的寬度大約是月球的 2.5 倍。

­ 那麼問題就來了：

­ 根據前面的計算，太陽的直徑是月球的 19 倍，如果地球比太陽大，這個影子錐就會呈擴散的形態，到月球的位置就不可能縮到只有月球 2.5 倍直徑的寬度。

­ 即使地球跟太陽一樣大，這個影子圈的大小也應該有月球直徑的 19 倍寬度左右，一次普通的月全食將會持續將近一天才對。

­ 唯有地球比太陽小，影錐才會收縮。

經過一些別的計算，阿利斯塔克得出結論，地球直徑應該是月球的 3.5 倍左右。

那麼！太陽的體積就得有地球的兩三百倍了。

（現在科技給出的結果是 130 萬倍左右）

­ 那麼大個的太陽繞著小小的地球轉，是不是有點荒謬呢？由此阿利斯塔克得出結論：應該是地球繞著太陽轉！

­ 但是很遺憾，他在公元前三世紀就提出的日心說，顯然太超前於那個時代了，只有阿基米德在他的《數沙子》這本書里記了一筆，又過了一千六七百年後才被哥白尼再次提出。