日全食为科学研究带来机遇
今年是天文学家们值得庆贺的一年。它是联合国命名的国际天文年，以纪念400年前人类（伽利略）第一次将望远镜对着天空，标志着近代天文学研究的开始。另一值得纪念的是40年前人类第一次登上另一个星体（阿波罗11号登月），拉开了人类征服宇宙的序幕。在这一年，四川盆地和长江中下游的居民们也特别幸运，7月22日将有幸看到日全食。届时，如果天气良好，中国将有2亿人看到这一自然奇观，这次日全食将成为有史以来目击者最多的一次。尽管地球上平均每18个月就有一次日全食，但是在同一地点观察到日全食平均每350年才有一次。下一次得到2035年日全食才会再次光临中国，北京和某些华北、西北地区的居民26年后才可以大饱眼福。
太阳对人类的生活休戚相关，是天文学上的一个重要课题，可是对太阳大气的研究却受制于太阳的光球（人肉眼所见的发光的部分）发出的强烈光芒。太阳的大气由发光较暗的色球（光球以外约2千公里厚）和日冕（色球以外数百万公里厚）组成。平时它们因为被光球耀眼的光芒所掩盖难以观测；日全食发生时，月球正好处于太阳和地球的中间，其大小正好遮住太阳的光球，太阳的大气就可以通过地面上的大型设备仔细观测了。人们正是于1868年日全食时，在对太阳色球的光谱分析中发现了氦元素，这比第一次从地球上分离出氦来早了27年。太阳光球表面温度约5500摄氏度，但日冕内温度陡增到1百万摄氏度，是什么机制产生的能量？对此科学上目前还没有公认的解释，有证据表明这与太阳强大的磁场有关。日全食也为研究太阳的磁场提供了方便。太阳喷射出的带电粒子在磁场作用下偏转，可以被观测到，从而间接地发映了那里磁场的强度和方向。另外，日全食时靠近太阳、平时不易观测的星体有可能被发现。尽管历史上对日全食的多次观测都没有发现水星以内的行星，但是它依然为观测飞临太阳的彗星等其它星体提供了难得的机遇。
今天随着太空探测技术的发展，虽然人们可以利用太空望远镜中的特殊装置，遮挡太阳光球的光，随时观测太阳大气和靠近太阳的星体，但是大型地面望远镜的高分辨率和灵活更新配置的优势使得日全食时的地面观测仍然是研究太阳的重要手段。既然人类早已能够精确预测数百年以后日全食发生的时间和地点，提前做好研究准备工作不成问题——数个国内国际知名的科学研究小组早已齐聚长江中下游，争取抓住这次日全食的机遇。下面所要谈的观测条件是只有日全食才可以创造的。
一种理论提出引力是由粒子为媒介的，但这种粒子的存在至今还没有被公认的实验所证实。如果引力粒子子存在，在日全食时，月球就可能阻碍在太阳和地球间传播的引力粒子，它会影响地球的引力，而被地球表面的重力仪测量到。我国科学家在1997年黑龙江漠河的日全食实验中，并没有发现在太阳被月球全部遮住时地球重力有超出所用重力仪精度的变化，但是在日全食刚开始和就要结束的时候，地球重力发生明显的变化。具体的原因尚在研究中，希望在这次日全食实验中使用更灵敏的重力仪作更精密的测量，人们或许能够知道答案。
地球上的很多生命都受到昼夜更替周期性的影响。在日全食给大白天带来短暂黑暗的过程中，动物行为的变化成为一个有趣的课题。对几种水鸟的研究发现，它们把这个短暂的黑暗当作日落而急冲冲结束觅食回巢，等黑暗过去一段时间后它们才重新出来。看来这几种鸟是靠看天色作息而没有时间观念的，当然它们心里有没有犯嘀咕我们就不知道了。相反，对奶牛的研究表明，日全食对它们的进食和反刍几乎没有什么影响。看来动物对光照的反应很不相同。
太阳对地球的影响除了通过光和引力以外还有高能量的带电粒子，即太阳风。通常认为太阳风会破坏保护地球生命免受紫外线袭击的臭氧层，但是由于地球磁场的作用，绝大部分太阳风都被引导至南北两极几乎无人居住的区域。另外远距离的短波通讯依赖地球表面50公里以上的电离层的反射，而太阳风对电离层的干扰是产生短波通讯噪声的主要原因。日全食时，太阳风会被月球部分阻隔而减少到达地球的数量，是研究太阳风对地球影响的难得机遇。
人类是幸运的，在地球表面上看月球和太阳大小差不多，所以我们才能有机会在日全食时仔细观测太阳的大气、临近太阳的天体、太阳引力的变化、太阳风对地球的影响以及地球上生命对此的反应。在地球自转和潮汐的共同作用下，月球的绕地运动被不断加速，月球也就会离地球越来远。大约6亿年后，从地球上看，月球小到无法再遮住整个太阳光球了，取而代之的是日环食，虽然看上去还是很美，但却失去了很多科学研究的特殊条件。
2009年7月20日于10:01 am
大约6亿年后，从地球上看，月球小到无法再遮住整个太阳光球了。
6亿年？那时候如果人类还存在的话，大概可以在其他恒星系上看日全食了。
2009年7月21日于7:53 am
“在地球自转和潮汐的共同作用下，月球的绕地运动被不断加速，月球也就会离地球越来远。”
此说我在别的文章里也见到过，科学与否，我不知道。看到新语丝网友说了，我希望能帮我较真一下。
我不是怀疑月亮远去的事实（我不知道此说是否已得到学界的公认），我怀疑的是对月亮远去原因的解释。
地球自转不改变对月球的引力，为什么能加速月球的运行的速度？
潮汐，对地球有摩擦会减少月球-地球整个系统的机械能（动能，位能），月球远去是机械能的增加，能量来源在哪？
太阳不是固体，行星对它也有“潮汐”，所有行星都离太阳越来越远？
2009年7月21日于9:21 am
楼上的应该说激光测距已经观察出月球越来越离我们远去了
但是因为宇宙中的力量太复杂了
可能是地球的气候变化引起的引力变化吧,只要引力稍微少了一点
或者宇宙太阳系的其他星球对月球的引力大了点就足以让月球远去的
2009年7月21日于10:39 am
“可能是地球的气候变化引起的引力变化吧”
这个猜测也太匪夷所思了。
2009年7月22日于12:00 am
@yachull 你提有这个问题也很有意思。
月球对地球的潮汐作用主要影响了地球表面的水体质量的分布，分别向靠近和背离月球的两段聚集。夸张地说是一个纺锤形。在地球转的作用下，这个纺锤的两端稍微偏离地月中心连线：靠近月球的一端比月球偏东，它的引力给月球一个切向的加速度，而远离月球一端的引力因离月球较远而较小，尽管它给月球的减速作用较弱，所以月球始终受到一个净加速度。这就是月球会离我们越来越远的原因。用物理的语言说，在此过程中，地球的转动惯量转移到月球，直到地球自转周期等于月球的公转周期为止。
不仅月球，凡是行星的自转和卫星的公转周期不同的行星系都会有转动惯量的转移。如海王星的卫星Triton的公转方向和海王星的自转方向相反，那么Triton将被减速而离海王星越来越近，最终被引潮力撕碎。
想进一步了解，你可以读一读Nature杂志2009年6月18日专门讨论木星对它的卫星Io的引潮力的文章
http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7249/edsumm/e090618-06.html
2009年7月22日于3:16 am
谢谢博主给出的解释，我明白了。
“地球的转动惯量转移到月球”一语， 似乎改为“地球的转动动能转移到月球”比较确切些，对吗？
2009年7月22日于9:18 am
谢谢指出错误，“转动惯量”应该改为“角动量”。之所以不说转动动能是因为在这个过程中角动量守恒，但机械能不守恒，因为一部分机械能通过摩擦作用变成热加热海洋了。所以角动量是百分之百地转移，而转动动能只有一部分（或许是很小一部分）转移了。
2009年7月23日于7:14 am
如果引力粒子子存在，在日全食时，月球就可能阻碍在太阳和地球间传播的引力粒子
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静引力场的引力子是虚粒子，不能被物质吸收的；引力波的引力子是实粒子，具有动量质量，也不能被物质吸收，引力子沿空间的测地线运动。
另外，引力子也能使引力辐射偏折。
2009年7月23日于7:25 am
引力波不过是空间的振动罢了，引力子只是使经过的区域的空间发生振动，有有方向距离缩短，有的方向变长，因此可以探测空间距离的振荡探测引力子。引力子不会被任何物质吸收。
另个，天体会使经过它边上远处天体发出的引力偏折。
2009年7月23日于10:29 am
在地球自转和潮汐的共同作用下，月球的绕地运动被不断加速，月球也就会离地球越来远。大约6亿年后，从地球上看，月球小到无法再遮住整个太阳光球了，取而代之的是日环食，虽然看上去还是很美，但却失去了很多科学研究的特殊条件。
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这个不一定，因为月亮不仅受到地球的影响，还受别的行星的影响，这是个多体问题，多体问题从来没有人能解出解析解，只有定性理论与数值模拟。在地球自转和潮汐的共同作用下，月球的绕地运动被不断加速，月球也就会离地球越来远只是一个方式，也许多体问题中别的行星能给月亮减速，最后月亮是远去还是靠近地球，说明不定，复杂的多体问题。
2009年7月23日于10:55 am
@学习者
“月球也就会离地球越来远只是一个方式，也许多体问题中别的行星能给月亮减速，最后月亮是远去还是靠近地球，说明不定，复杂的多体问题。 ”
月球一直在离地球远去是有理论和实验依据的。理论框架见本文第五条评论，其它天体包括太阳对月球公转运动的摄动都远不及地球潮汐运动的影响。实验上激光测距表明，目前月球正以每年3.82厘米的速度远离地球，而且这样的过程自月球形成起就开始了。地质研究也表明历史上地球自转周期和月球公转周期都较今天短。
可见http://en.wikipedia.org/wiki/Moon#Ocean_tides