Nếu mặt trời chỉ lớn hơn một chút hoặc mặt trăng ở xa hơn một chút, thì nhật thực toàn phần có thể không bao giờ xảy ra. Nhưng họ làm, và hóa ra hiện tượng thiên thể này đã thay đổi lịch sử loài người, và quan điểm của chúng ta về vũ trụ, có thể là một sự trùng hợp tuyệt đối.
Nhật thực toàn phần, khi mặt trăng gần như che phủ hoàn hảo mặt trời, đã mê hoặc con người kể từ ít nhất là thời kỳ của những nền văn minh sớm nhất. Một số trong những ghi chép lịch sử lâu đời nhất, được viết trên các viên đất sét ở Babylonia khoảng 2.500 năm trước, được dành cho việc quan sát nhật thực. Các nhà thiên văn học vào thời điểm đó đã giải thích các sự kiện là điềm báo về thảm họa, trong khi truyện dân gian trên thế giới thường giải thích nhật thực là một cuộc xung đột giữa mặt trời và một con rồng, sói hay chuột thiên thể nuốt chửng.
Một vài lần nhật thực thậm chí đã thay đổi lịch sử loài người - ví dụ, bằng cách ảnh hưởng đến kết quả của một trận chiến cổ xưa, hoặc bằng cách truyền cảm hứng cho các nhà khoa học khi họ mở khóa bí mật về vị trí của loài người trong vũ trụ. Đó là rất nhiều trách nhiệm cho một hiện tượng mà các nhà thiên văn học đôi khi mô tả là "sự trùng hợp thiên thể". Rốt cuộc, đó là những gì nhật thực toàn phần thực sự là: một sự trùng hợp hoàn toàn.
Mark Gallaway, nhà thiên văn học tại Đại học Hertfordshire, Vương quốc Anh, cho biết: "Mặt trăng nhỏ hơn gần 400 lần so với đường kính của mặt trời và mặt trời gần như chính xác hơn 400 lần so với mặt trăng". "Hậu quả của điều này là đường kính góc, hoặc kích thước chúng ta thấy, của mặt trời và mặt trăng trên bầu trời gần như giống hệt nhau.
Tuy nhiên, một trận đấu gần như hoàn hảo không phải luôn luôn như vậy. Bởi vì khoảng cách giữa mặt trăng và Trái đất đang dần thay đổi, nhật thực trông rất khác nhau hàng triệu năm trước - và chúng sẽ một lần nữa, hàng chục triệu năm trong tương lai.
"Đó là một sự trùng hợp tuyệt vời - sự sống đã tồn tại trên Trái đất khoảng 400 triệu năm và chúng ta đang sống trong cửa sổ nhỏ của thời gian nơi điều này xảy ra, điều này thật tuyệt vời", Gallaway nói với Live Science.
Thiên trùng
Nói tóm lại, đó chỉ đơn giản là một tai nạn của hình học mà đĩa mặt trăng rõ ràng có kích thước gần như chính xác của đĩa mặt trời, nhà thiên văn học Caleb Scharf, giám đốc Trung tâm Astrobiology tại Đại học Columbia ở New York cho biết.
Scharf nói với Live Science: "Khi chúng tôi bắt đầu bằng cách gọi một sự trùng hợp là đĩa mặt trăng và mặt trời có kích thước rất giống nhau, chúng tôi đang thiết lập một câu đố nơi người ta có thể không tồn tại". "Sự 'trùng hợp' không quá lớn - nó gần đúng và nó thay đổi tùy thuộc vào thời gian của nhật thực và quỹ đạo mặt trăng."
Gallaway nói thêm rằng giống như Trái đất quay quanh mặt trời theo đường elip chứ không phải hình tròn, quỹ đạo của mặt trăng trên Trái đất cũng có hình elip, khác nhau khoảng 6% so với một vòng tròn hoàn hảo. Kết quả là, khoảng cách thay đổi giữa Trái đất và mặt trăng có thể tạo ra sự khác biệt lớn về sự xuất hiện của mỗi lần nhật thực nhìn từ bề mặt Trái đất, ông nói.
"Khi mặt trăng ở xa nhất, chúng ta sẽ có được cái gọi là nhật thực hình khuyên", Gallaway nói, đó là một hiệu ứng còn được gọi là "vòng lửa", khi kích thước rõ ràng của mặt trăng nhỏ hơn một chút và đĩa mặt trời có thể nhìn thấy xung quanh mép của mặt trăng.
Ngoài ra, mặt trăng di chuyển rất chậm ra xa Trái đất, một hiệu ứng gây ra bởi sự phình ra của thủy triều trên Trái đất từ từ kéo mặt trăng lên quỹ đạo nhanh hơn và cao hơn một chút. (Cơ chế tương tự đang khiến vòng quay của Trái đất chậm lại, khiến ngày dài hơn một phần rất nhỏ của một giây mỗi năm.)
"Tại thời điểm này, mặt trăng đang dần di chuyển khỏi Trái đất với tốc độ móng tay của bạn phát triển", Galloway nói, "vì vậy trong vài chục triệu năm nữa, chúng ta sẽ ngừng có những lần nhật thực như thế này."
Thiên văn học cho khủng long
Nhật thực cũng sẽ trông rất khác trong quá khứ xa xôi, khi mặt trăng ở gần Trái đất hơn và xuất hiện lớn hơn nhiều, Gallaway nói. (Mặc dù có lẽ vào thời điểm đó, chỉ có khủng long mới có mặt để nhìn thấy nó.)
"Mặt trăng sẽ che khuất hoàn toàn mặt trời, vì vậy chúng ta sẽ không nhận được tất cả những hiệu ứng kỳ lạ như hạt Baily và hiệu ứng nhẫn kim cương", ông nói.
Các hạt của Baily là những điểm sáng đôi khi được nhìn thấy khi mặt trời xuất hiện từ phía sau mặt trăng. Ánh sáng mặt trời tràn qua những ngọn núi và thung lũng gây ra hiện tượng này. Chiếc nhẫn kim cương là một hiệu ứng tương tự nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều, xảy ra khi ánh sáng từ mặt trời mới lóe ra dọc theo một bên của đĩa mặt trăng, Gallaway nói.
Mặc dù một số nhật thực đã đóng một vai trò quan trọng trong khoa học, chẳng hạn như nhật thực năm 1919 giúp xác minh thuyết tương đối rộng của Einstein, những sự kiện thiên thể này không phải lúc nào cũng có nhiều mối quan tâm khoa học, ông nói.
"Eclipses là một trong những thứ được kiểm tra kỹ lưỡng nhất trong khoa học. Chúng tôi biết chúng hoạt động như thế nào và thành thật mà nói, chúng tôi chỉ đi ra ngoài vì chúng tôi thích nhìn thấy nhật thực", Gallaway nói.
Tuy nhiên, một vài hiện tượng liên quan đến nhật thực ở đây trên Trái đất vẫn chưa được hiểu đầy đủ. "Những điều kỳ lạ xảy ra với bóng tối, chẳng hạn. Chúng trông như bị sọc trong khi nhật thực, điều này có thể là do mặt trời không còn là nguồn điểm và mọi thứ được chiếu sáng hiệu quả bởi một vòng tròn", Gallaway nói.
Các nhà khoa học cũng đã thực hiện các thí nghiệm để xác định xem sự giảm nhiệt độ được báo cáo bởi nhiều nhà quan sát nhật thực là có thật hay là một hiệu ứng tâm lý, ông nói thêm.
"Thực tế là chim ngừng hót - điều đó cũng rất kỳ quặc. Và không khí được báo cáo là có màu tím, có thể vì đây là một loại nguồn sáng mà chúng ta chưa từng trải nghiệm trước đây", Galloway nói.
Nhật thực
Tuy nhiên, trải nghiệm của con người về nhật thực là mối quan tâm đặc biệt đối với Kate Russo, một nhà tâm lý học và tác giả, người đã viết ba cuốn sách về chủ đề này. Cuốn sách mới nhất của cô, "Being in the Shadow: Story of the First Time Time Eclipse" (Being in the Shadow, 2017), đã được phát hành vào đầu tháng này.
"Nhật thực toàn phần không giống như bất kỳ sự kiện thiên văn nào khác - những thay đổi xảy ra phía trên bạn, xung quanh bạn và trong bạn", Russo nói với Live Science trong email.
"Tính tổng thể xảy ra do sự trùng hợp về quy mô, cho phép mặt trăng chặn hoàn toàn mặt trời. Nhưng điều làm cho tính tổng thể trở nên đặc biệt là trải nghiệm tuyệt vời như thế nào. Đó là cảm hứng khác lạ và đáng kinh ngạc trên quy mô chưa từng thấy trước đây. Bạn không 'nhìn thấy' nhật thực toàn phần. Bạn 'trải nghiệm' nó, "Russo nói.
NHỚ LẠI: Nhìn thẳng vào mặt trời, ngay cả khi nó bị che khuất một phần bởi mặt trăng, có thể gây tổn thương hoặc mù mắt nghiêm trọng. KHÔNG BAO GIỜ nhìn vào nhật thực một phần mà không bảo vệ mắt đúng cách. Trang web chị em của chúng tôi Space.com có một hướng dẫn đầy đủ về cách xem nhật thực một cách an toàn.
