日食 2017：黑暗降临

日全食的诡异光芒笼罩着巨大的巨石圈，而身着长袍的人们吟唱着，燃烧着祭品。在他们周围，聚集的人群欢呼雀跃，对着CBS晚间新闻的摄像机微笑。那是1979年，场景是华盛顿州西部哥伦比亚河畔，一个奇异的巨石阵复制品。新异教徒和好奇的旁观者们聚集在那里，目睹头顶上正在发生的罕见事件，而在华盛顿（而且是20世纪70年代），很明显，所有的笑容和好心情并非仅仅因为日全食。

回到演播室，沃尔特·克朗凯告诉我们，本世纪内不会再有日全食触及美国大陆。直到遥远的2017年，日全食才会在这个大陆上如此清晰地呈现在如此多的人面前。

我自从那时起一直在等待观看这次日食。

1979年2月26日的日食只触及了美国一角，然后便转向了加拿大西部，而如今一半以上的美国人那时都还未出生。自1918年以来，美国大陆就未发生过横跨大陆的日食，那是2017年“伟大的美国日食”之前将近100年的时间。当目前长达38年的日全食干旱在2017年结束时，将开启一个新的38年周期，在此期间，美国人将能看到五次日食（2017年、2024年、2044年、2045年和2052年）。

随着时间的推移，这些丰富与匮乏的周期交替出现，地球上的每个地方最终都会被穿越。对于我们生命有限、旅行方式有限的人类来说，这些天体排列的变幻莫测意味着地球上大多数人从未见过日全食。

白昼的星辰

大多数美国人将首次看到的日全食将于2017年8月21日星期一上午10点16分2秒（太平洋夏令时间）前开始。在那一刻，月亮的黑暗阴影触及太平洋海岸，位于纽波特海岸小镇外的雅基纳角灯塔。这一点毋庸置疑。天文学家在为公众预测壮观景象方面有着糟糕的名声。太多的“世纪彗星”变成了模糊的暗淡亮点，在黑暗中令人失望。太多的流星“雨”最终变成了一场细雨，而你却在凌晨2点叫醒了全家人。但这次日食确确实实会发生，在正午时分，准确无误，而且就在预测的地点。它就像日出一样确定。

唯一的问题是云彩，甚至云彩也能以一定的确定性来预测。在那一天，沿着全食带沿线最有可能出现晴朗天空的地区是俄勒冈州东部，月亮的阴影将于太平洋夏令时间上午10点19分36秒到达那里，越过喀斯喀特山脉，并以每小时2,265英里的速度向东移动。

太平洋夏令时间下午2点47分，即登陆太平洋海岸一小时33分钟后，月亮的阴影将从南卡罗来纳州查尔斯顿以北的大西洋掠过。在此期间，它将触及13个州、五个州府和970万居民，还不包括数百万将前来观看的人。日全食——即太阳被月亮完全遮挡——从西海岸到东海岸只需93分钟。

但并非所有视野都相等。

虽然北美洲都将目睹至少一次日偏食，但真正的表演发生在全黑暗的区域内。你必须进入本影，即月亮阴影中最黑暗的部分，太阳圆盘被完全遮挡。那里就是日全食发生的地方。

在日全食路径中的人们可以看到贝利珠，即阳光穿过月球山脉，有时会使被遮挡的太阳看起来像一颗钻石戒指。日全食还可以看到太阳的日冕，或外层大气，以及从我们恒星边缘延伸出的任何日珥。白天变成黑夜，明亮的星星和行星，如金星和火星，在中午时分变得可见。你将理解敬畏的真正含义。但是，全食带内外的区别，就是白天和黑夜的字面区别。

那些刚刚走出全食带的人将无法体验到如此黑暗，也看不到星星或行星。在这里，伟大的美国日食只会是日偏食，整个过程都需要特殊的日食眼镜。

太阳眼镜

我看到了1979年的日食，这是我的第一次，在家中安全地观看：在黑暗的房间里，所有窗户都遮盖好，通过电视观看。我错过了体验大自然提供的最令人敬畏的奇观，因为我们当地的学校官员——他们认为看日食对孩子来说太危险，并且不希望在发生伤害时承担责任——发出了过度谨慎的警告。不管这些学校管理者是否明智，自从那时以来，我一年到头都觉得自己错失了一次改变人生的经历。

即便如此，如果不采取适当的预防措施，观测日食可能会很危险。首先，你可能想知道潜在的危害是什么。未被遮挡的太阳每天都可见，但我们不会警告孩子们在晴天待在室内。太阳在日食期间不会发出任何特殊射线，但我们对待被遮挡的太阳的行为会发生变化。在普通的一天里，很少有人会故意长时间盯着太阳看。

健康官员在日食期间的担忧是，人们会盯着太阳看，尤其是在接近全食时，太阳可能看起来像一个新月。人们想看到这个现象，所以他们会看得比应该看得更久，将其影像投射在视网膜的同一区域。由于视网膜中没有痛觉感受器，烧伤时产生的损伤不会引起不适，但可能是永久性的。

解决方案很简单：在没有适当的眼睛保护的情况下，切勿直接观看部分被遮挡的太阳。要么通过专门设计的滤光眼镜观看，要么使用用家中或自然界物品制成的针孔投影仪，将太阳的影像投射到屏幕上。这两种观看日偏食的方法都很便宜、安全，而且在寻找自然形成的针孔投影仪的情况下，还能带来巨大的乐趣。

黑暗即将来临

如果你错过了2017年的日全食——或者，看过之后，你对此着迷并迫切想看下一次——别担心，还有很多日食即将到来。

下一次触及美国大陆的日全食是2024年4月8日。那天下午，全食带将从墨西哥开始，向北穿越德克萨斯州，然后横跨美国中部，最后经过加拿大东部。

伊利诺伊州南部居民是幸运的：他们将在七年内看到两次日全食，而无需去任何地方。

2024年最壮观的景象可能出现在尼亚加拉瀑布美国一侧的人们。从瀑布旁边的栏杆望去，日全食的太阳将悬挂在奔腾的瀑布正上方，持续3分30秒，这无疑将是一场令人震撼的视听盛宴——当然，前提是那个季节的天气晴朗。

别忘了月全食，当我们的地球阻挡阳光照射到其卫星上时，在明亮的满月照耀下的夜空外出，有种特别的美。一开始只有几颗星星在月光的耀眼光辉下可见，随着被遮挡的月亮变暗，渐渐变成成千上万的光点。当全食发生时，天空将星光璀璨；如果全食发生在流星雨高峰期附近，在全食期间，暗红色的月亮周围可能都是流星。我于2007年8月在格兰特提顿国家公园看到了这一点，当时英仙座流星雨刚刚结束，银河系在我头顶拱起；那是我经历过的最神奇的时刻之一。对于这样的夜晚，可以考虑2018年7月27日的月全食。它将发生在英仙座流星雨高峰期前两周，但当暗红色月亮与银河系最明亮的部分并列时，欧洲、非洲和亚洲的目击者可能会看到一些流星。

2030年以后，我们面临着所有追逐日食者最终都会遇到的困境：生命还能让我们看多少次？

注意事项

过滤器

观看日偏食最普遍的设备是简单的、市售的塑料或纸板安全眼镜。这些眼镜价格便宜，通常为1美元或2美元，可在多个网站上找到。当地商店通常在日全食发生的地区销售。透过这些眼镜的镜片，你应该只能看到太阳。这些眼镜中的特殊太阳滤光片可能很脆弱。任何孔洞或划痕都会使其立即失效并可能造成危险。要小心保管。如有任何疑问，将其对着灯泡：如果能看到任何光线透过镜片，就丢弃并换一副。

投影

观看日偏食最便宜、最简单、也绝对安全的方法是找一块纸板，并在上面戳一个小洞。把它举到外面，阳光穿过小洞会在纸板的阴影落在的任何地方形成太阳的影像。在地面或墙壁上放一张纸，每个人都可以一起观看日食的进展。不要透过针孔看太阳。观看日偏食（或在外面等待日全食开始）中最有趣的部分之一是寻找自然形成的针孔投影仪。你可以利用树叶茂密的树木、编织的帽子、交织的手指，或者任何有微小孔洞的地方，让被遮挡的太阳透过这些孔洞，投射出无数新月形的阴影。

不要使用的物品

远离那些提供用劣质物品让你观看的人，如深色啤酒瓶、银色糖纸、CD或DVD、熏黑玻璃或深色太阳镜。这些东西可能会让太阳看起来变暗，甚至暗到可以舒适地观看，但它们可能无法阻挡红外线或紫外线辐射，这些辐射会导致视网膜永久性损伤，甚至导致失明。

何时可以安全观看

无论是使用滤光镜还是投影，一旦全食开始出现第一个钻石环，你就可以摘下滤光镜和眼镜，用肉眼安全地观看太阳，直到第二个钻石环标志着全食的结束。

抓住时机

我拍摄日全食最简单的建议是：不要拍！通常，你只有不到两分钟的日全食时间。那就是120秒。为什么要花那宝贵的几秒钟盯着相机说明手册，试图对焦，或者调整曝光？专业摄影师肯定会报道这次天文事件，可以想见他们的照片会比你的好。如果这些都不能让你打消念头，这里有一些拍摄日全食照片的技巧。

1. 在日偏食期间，不要将相机指向任何你用肉眼都不敢看的物体。你可能可以安全地观看数码相机的屏幕，但你的相机镜头会将太阳光聚焦在你的敏感相机光学器件上。如果你需要戴滤光镜保护眼睛，你的相机也需要。

2. 如果在日偏食期间使用相机滤光镜，请记住在全食期间将其取下，否则你什么也拍不到。

3. 在全食期间，天空会足够暗，以至于能看到更亮的星星。在全食前的几天，在日落后立即到户外去，直到第一颗最亮的星星出现。这大致能模拟届时天空的亮度。尝试在这种条件下拍照。效果如何？你是否需要三脚架才能成功拍摄出清晰、不模糊、不噪点的照片？如果是这样，这将是你需要在日全食的宝贵瞬间处理的又一件设备。

4. 全食期间会很暗，但不要使用闪光灯。它会在大家最想看天空的时刻致盲周围所有人。请关闭所有闪光灯。

5. 满月的光亮度和日冕差不多。尝试拍摄满月照片，看看需要多长时间才能曝光正确。再次，这是否需要三脚架？

6. 满月的大小也和太阳一样，是日食期间“天空中的黑洞”的大小。练习用相机拍摄满月。在你的照片中它有多大？值得拍照吗？许多展示日冕和日珥细节的最佳日食照片都使用焦距至少为500毫米的长焦镜头，但它们价格昂贵，高达数千美元。

摘录自《太阳月亮地球：从厄运预兆到爱因斯坦和系外行星的日食历史》，作者：Tyler Nordgren。版权所有 © 2016。由Basic Books出版，Perseus Books, LLC的子公司，Hachette Book Group, Inc.的子公司。