日全食如何帮助我们测量古代历史

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2017年日全食的照片，拍摄于俄勒冈州塞勒姆的俄勒冈州博览会场地。（图片来源：多米尼克·哈特/美国国家航空航天局）

（）据美国生活科学网站（莎拉·萨达沃伊）：公元前648年，希腊诗人阿尔奇洛丘斯写道：“没有什么比这更令人惊讶、不可能或奇迹的了，因为奥林匹亚之父宙斯把正午变成了黑夜，隐藏了闪闪发光的太阳之光。”

几个世纪以来，日全食一直让人们着迷和恐惧。今天，我们知道日全食——就像即将于4月8日发生的日食一样——是由宇宙巧合引起的，当时月球位于地球和太阳之间，暂时遮挡了太阳的视线。但在古代，原因是未知的。

然而，这些时代的人民注意到了这一点。从地球的各个角落，都有关于白天变成夜晚或太阳被消耗的故事，这些记录开辟了一个新的研究分支。

天体考古学，也被称为考古学，利用天文记录来帮助确定历史上的关键时刻或事件。在所有天文现象中，日全食是最好的标尺之一，因为它们只在特定的时间和地点可见。

日全食非常罕见，地球上的一个特定地点（平均）每375年才可能出现一次。当日食真的发生时，它只对地球上那些沿着狭窄路径的人来说是完全的。

确定年份



1898年1月22日发生在印度的日食示意图。（图片来源：Edward Walter Maunder/英国天文协会）

这种罕见的时间和地点的结合有助于研究人员缩小古代人观看记录日食的确切日期。其他线索，如日食发生的时间（上午、中午或晚上）、一年中的时间（季节）或明亮行星的存在，也有助于确定确切的日食。

例如，中国古代文献中关于易王的日全食记录有助于确定其统治的开始年份。

有记录以来最古老的日食之一是在现代叙利亚乌加里特市的一块粘土石碑上。日食发生后不久，这座城市就被推翻了，这使得这块石碑成为该市最后一个人写下的东西之一。石碑上的铭文写道：“……年新月之日?太阳下山了，它的守门员是[拉沙普]。"

单词?iyaru指的是一年中2月/3月左右的时间，Rashab很可能是一颗行星。有了这些信息和这座城市在青铜时代消失的知识，研究人员将这块石碑和日食的日期定为3000多年前的公元前1222年3月5日，在日食的太阳附近可以看到火星。由于这次日食，我们知道乌加里特是在公元前1222年3月5日之后不久坠落的。

这些记录有助于研究人员确定古代世界的确切日期。



来自现代叙利亚乌加里特的粘土石碑KTU 1.78的照片和插图，其中提到了日全食。（图片来源：Dietrich and Loretz/芝加哥大学图书馆）

不断变化的预测

准确预测未来的日食，或绘制历史日食的路径，需要了解太阳、月亮和地球的位置。计算机可以跟踪每个人的运动，但这里的挑战是这些运动不是恒定的。随着月球在地球海洋中引发潮汐，这一过程也会导致月球慢慢远离地球，地球上的一天时间也会慢慢增加。

从本质上讲，地球上一天的长度每年以大约18微秒的速度变长，即每55000年一秒。几百年或几千年后，每天一秒钟的时间加起来就是几个小时。

地球日的变化也影响了历史日食的年代测定——如果不校正日长的差异，计算可能会不准确数千公里。因此，当使用日食来确定历史事件的日期时，必须进行校正；由于缺乏额外的信息来帮助缩小可能性，校正中的不确定性可能会使古代日食的识别更加难以确定。

测量变化的日长度

对于那些已经确定的日食，它们为追踪几个世纪以来地球的日长打开了一扇窗户。通过对过去2000年的日食进行计时，研究人员绘制出了同一跨度内地球一天的长度。每年18微秒的数值是平均值，但有时地球的速度会慢一点，有时会慢一点点。



根据日食记录（黑线）测得的地球日长（lod）的变化，单位为毫秒（0.001秒）。红线显示了2000年来的平均变化，而灰线仅显示了我们对地球和月球之间潮汐力的预期。绿色虚线以黑色显示适合数据的模型。（图片来源：F.R.Stephenson、L.V.Morrison和C.Y.Hohenkerk，CC BY）

我们现在可以用仪器测量地球上一天的长度变化，但如果没有精确的测量棒和数千年来以及世界各地日食的记录，我们就无法捕捉到数百年或数千年前的变化。日全食让我们不仅可以了解我们自己的历史，还可以了解地球本身的历史。

这篇经过编辑的文章是根据知识共享许可从The Conversation重新发布的。