Проекция НАСА солнечного затмения 21 августа.НАСА Примечание редактора: полное солнечное затмение будет видно по всей территории США в понедельник, 21 августа. Шеннон Шмолл, директор планетария Абрамса в Университете штата Мичиган, объясняет, почему и как это происходит, и чему мы можем научиться из затмения.
Как мы узнаем, когда произойдет затмение? Как заранее узнать, где это будет видно?
Солнечные затмения случаются, когда наш взгляд на солнце закрывается луной. Когда Луна выстраивается между Солнцем и Землей, Луна отбрасывает тень на Землю. Это то, что мы на земле наблюдаем как солнечное затмение.
Мы знаем когда они произойдут потому что на протяжении веков астрономы очень точно измерили движения Земли, Луны и Солнца, включая их орбитальные формы, как орбиты прецессия и другие параметры. С этими данными о Луне - и аналогичной информацией о Орбита Земли вокруг Солнца - мы можем строить математические модели их движений относительно друг друга. Используя эти уравнения, мы можем рассчитывать таблицы данных это может предсказать, что мы увидим на Земле в зависимости от местоположения, во время затмения, а также от того, когда оно произойдет и как долго оно продлится. (Следующий большие солнечные затмения над США будет в 2023 и 2024 годах .) 
Путь затмения 21 августа.НАСА
Как часто бывают затмения?
Солнечное затмение случается в среднем пару раз в год. В Луна проходит между Землей и Солнцем каждые 29 дней время, которое мы называем Новолуние - когда Луна не видна в ночном небе Земли. Однако орбита Луны и путь Солнца в нашем небе не совпадают в точности, поэтому в большинстве случаев новолуния Луна появляется выше или ниже Солнца. 
Синяя линия показывает эклиптику, путь, по которому, кажется, идет солнце в нашем небе, если смотреть с Земли. Белая линия показывает орбиту Луны. Чтобы затмения происходили, и солнце, и луна должны находиться в пределах области, отмеченной желтыми скобками.Джон Френч, планетарий Абрамса
Однако дважды в год бывает период, когда Луна и Солнце выстраиваются в линию с Землей - астрономы называют это сезоном затмений. Это длится около 34 дней, чего достаточно для того, чтобы Луна совершила полный оборот (а затем и некоторый) вокруг Земли. В течение каждого сезона затмений с некоторых частей Земли видны как минимум два затмения. В полнолуние произойдет лунное затмение, когда луна пройдет прямо за Землей, в результате чего луна станет более темной, красноватой. А в новолуние будет солнечное затмение, когда солнце будет заблокировано луной.
Можем ли мы чему-нибудь научиться из событий затмения, или это действительно просто странности, происходящие в природе?
Мы определенно можем извлечь уроки из затмений. Внешний слой Солнца, известный как корона, трудно изучать, потому что он менее яркий, чем остальная часть Солнца, поэтому нам трудно увидеть его среди остальной части солнечной яркости. 
Во время затмения корона Солнца становится видимой для наблюдателей на Земле.НАСА
Когда луна закрывает солнце, мы можем видеть корону, известное изображение ореола света вокруг темного диска Луны. В настоящее время астрономы изучают это, создавая искусственное затмение с помощью маски, встроенной в специальные инструменты телескопов, называемых коронографами. Это здорово, но не позволяет получить лучшие снимки. Затмения дают ученым возможность получить больше данных для глубоко изучить корону .
Мы также можем узнать о самой Земле. В области, затронутой затмением, потемнение солнца приводит к резкое падение температуры . Исследования, финансируемые НАСА во время этого затмения, будут посвящены влиянию затмения на нашу атмосферу, а также тому, что происходит на суше. Предыдущие исследования наблюдали за поведением животных во время затмения в 2001 году и отмечали: некоторые животные прошли свой ночной распорядок как солнце исчезло, в то время как другие стали нервничать.
И мы можем узнать обо всей вселенной. Менее 100 лет назад затмение подтвердило предсказание Альберта Эйнштейна о гравитации. Этот успех помог сделать его имя нарицательным. В его общая теория относительности , Эйнштейн предсказал, что гравитация может искривлять путь света . Эффект, который он предсказал, был очень слабым, поэтому его лучше всего рассматривать, когда свет проходил через очень большое небесное тело, как часть его путешествия через очень большое расстояние в космосе.
Сэр Артур Эддингтон , астроном, который способствовал дальнейшему изучению общей теории относительности и чьи работы являются важной частью нашего современного понимания звезд и черных дыр, использовал темнота, вызванная солнечным затмением смотреть на положение звездного света днем, когда он проходит мимо солнца. Затем он сравнил эти позиции с их известными позициями в ночное время . Он видел это гравитация солнца искривила путь - именно так и в точном количестве, которые предсказывал Эйнштейн.
Насколько странно, что луна может в основном блокировать солнце?
Очень необычно, что луна и солнце случайно оказались в правильные расстояния и размеры к кажутся того же размера в нашем небе. Это позволяет Луне полностью блокировать солнечный диск, а также показывает нам корону. Например, Венера и Меркурий также могут проходить перед Солнцем с нашей точки зрения. Однако они выглядят как маленькие пятнышки, движущиеся по солнцу. 
Венера появляется в виде маленькой точки в левом верхнем углу, когда она проходит между Солнцем и Землей в 2012 году.НАСА
Что бы кто-нибудь, стоящий на Луне, увидел, что произойдет на Земле? Будет ли Земля темнеть?
Если бы вы были на Луне, вы могли бы увидеть эффекты солнечного затмения на Земле, только если бы вы стояли на ночной стороне Луны, стороной, обращенной к Земле. Вы бы увидели круглую тень, отбрасываемую на Землю. Это конкретное затмение сначала коснется Тихого океана, затем переместится в Орегон, пересечет США в Южную Каролину и завершится в Атлантическом океане. Этот путь, по которому идет тень, называется путем тотальности.
Шеннон Шмоль является директором Планетария Абрамса в Департаменте физики и астрономии в Университет штата Мичиган . Эта статья изначально была опубликована на Разговор . Прочтите оригинальная статья .
