Wenn die Sonne nur ein bisschen größer oder der Mond etwas weiter entfernt wäre, könnten niemals totale Sonnenfinsternisse auftreten. Aber sie tun es, und es stellt sich heraus, dass dieses himmlische Phänomen, das die menschliche Geschichte und unsere Perspektive des Universums verändert hat, ein reiner Zufall sein kann.
Totale Sonnenfinsternisse, bei denen der Mond die Sonne nahezu perfekt bedeckt, haben den Menschen zumindest seit der Zeit der frühesten Zivilisationen fasziniert. Einige der ältesten historischen Aufzeichnungen, die vor etwa 2.500 Jahren in Babylonien auf Tontafeln geschrieben wurden, widmen sich der Beobachtung von Finsternissen. Zu dieser Zeit interpretierten Astronomen die Ereignisse als Vorzeichen einer Katastrophe, während Märchen auf der ganzen Welt Finsternisse typischerweise als Konflikt zwischen der Sonne und einem verschlingenden Himmelsdrachen, Wolf oder einer Ratte erklärten.
Einige Sonnenfinsternisse haben sogar die Geschichte der Menschheit verändert - zum Beispiel indem sie das Ergebnis einer entscheidenden alten Schlacht beeinflussten oder Wissenschaftler inspirierten, als sie die Geheimnisse des Platzes der Menschheit im Universum enthüllten. Das ist eine große Verantwortung für ein Phänomen, das Astronomen manchmal als "himmlischen Zufall" bezeichnen. Denn genau das ist eine totale Sonnenfinsternis: ein totaler Zufall.
"Der Mond ist fast genau 400 kleiner als der Durchmesser der Sonne, und die Sonne ist fast genau 400 Mal weiter entfernt als der Mond", sagte Mark Gallaway, Astronom an der Universität von Hertfordshire in Großbritannien. "Die Folge davon ist, dass der Winkeldurchmesser oder die Größe der Sonne und des Mondes am Himmel fast genau gleich sind."
Eine so nahezu perfekte Übereinstimmung war jedoch nicht immer der Fall. Da sich die Entfernung zwischen Mond und Erde langsam ändert, sahen Sonnenfinsternisse vor Millionen von Jahren ganz anders aus - und das werden sie auch in Zukunft noch zig Millionen Jahre.
"Es ist ein wunderschöner Zufall - das Leben ist seit ungefähr 400 Millionen Jahren auf der Erde und wir leben in diesem kleinen Zeitfenster, in dem dies geschieht, was ziemlich erstaunlich ist", sagte Gallaway gegenüber Live Science.
Himmlischer Zufall
Kurz gesagt, es ist einfach ein Zufall der Geometrie, dass die scheinbare Scheibe des Mondes fast genau die Größe der scheinbaren Scheibe der Sonne hat, sagte der Astronom Caleb Scharf, Direktor des Astrobiology Center an der Columbia University in New York City.
"Wenn wir es zunächst als Zufall bezeichnen, dass die Scheibe von Mond und Sonne sehr ähnlich zu sein scheint, stellen wir ein Puzzle auf, bei dem es wahrscheinlich kein Puzzle gibt", sagte Scharf gegenüber Live Science. "Der 'Zufall' ist nicht so groß - er ist ungefähr und variiert je nach Zeitpunkt der Sonnenfinsternis und der Mondumlaufbahn."
Gallaway fügte hinzu, dass genau wie die Erde die Sonne auf einem elliptischen Pfad umkreist, nicht kreisförmig, die Erdumlaufbahn des Mondes ebenfalls elliptisch ist und sich um etwa 6 Prozent von einem perfekten Kreis unterscheidet. Infolgedessen kann die sich ändernde Entfernung zwischen der Erde und dem Mond einen großen Unterschied im Erscheinungsbild jeder Sonnenfinsternis von der Erdoberfläche aus bewirken, sagte er.
"Wenn der Mond am weitesten entfernt ist, werden wir eine sogenannte ringförmige Sonnenfinsternis bekommen", sagte Gallaway, ein Effekt, der auch als "Feuerring" bezeichnet wird, wenn die scheinbare Größe des Mondes etwas kleiner ist und die Sonnenscheibe ist am Rande des Mondes sichtbar.
Außerdem bewegt sich der Mond sehr langsam weiter von der Erde weg, ein Effekt, der durch die Ausbuchtung der Gezeiten des Ozeans der Erde verursacht wird und den Mond langsam in eine etwas schnellere und höhere Umlaufbahn zieht. (Der gleiche Mechanismus führt dazu, dass sich die Erdrotation verlangsamt und die Tage jedes Jahr um einen Bruchteil einer Sekunde länger werden.)
"Im Moment bewegt sich der Mond langsam von der Erde weg, ungefähr so schnell, wie Ihre Fingernägel wachsen", sagte Galloway. "In ein paar zehn Millionen Jahren werden wir aufhören, solche Finsternisse zu haben."
Astronomie für Dinosaurier
Sonnenfinsternisse hätten auch in der fernen Vergangenheit ganz anders ausgesehen, als der Mond viel näher an der Erde war und viel größer erschien, sagte Gallaway. (Obwohl zu dieser Zeit vielleicht nur Dinosaurier da gewesen wären, um es zu sehen.)
"Der Mond hätte die Sonne vollständig bedeckt, sodass wir nicht all diese seltsamen Effekte wie Baily's Perlen und den Diamantringeffekt erzielen würden", sagte er.
Baily's Perlen sind Lichtpunkte, die manchmal gesehen werden, wenn die Sonne hinter dem Mond wieder auftaucht. Sonnenlicht, das durch Mondberge und Täler flutet, verursacht das Phänomen. Der Diamantring ist ein ähnlicher Effekt, jedoch in viel größerem Maßstab, der auftritt, wenn Licht von der aufkommenden Sonne entlang einer Seite der Mondscheibe aufleuchtet, sagte Gallaway.
Obwohl einige Sonnenfinsternisse eine wichtige Rolle in der Wissenschaft gespielt haben, wie die Sonnenfinsternis von 1919, die dazu beigetragen hat, Einsteins allgemeine Relativitätstheorie zu verifizieren, haben diese himmlischen Ereignisse heute nicht immer großes wissenschaftliches Interesse, sagte er.
"Finsternisse sind eines der am besten untersuchten Dinge in der Wissenschaft. Wir wissen, wie sie funktionieren, und um ehrlich zu sein, gehen wir einfach raus, weil wir gerne Finsternisse sehen", sagte Gallaway.
Einige Phänomene im Zusammenhang mit der Sonnenfinsternis hier auf der Erde seien jedoch nicht vollständig verstanden, sagte er. "Seltsame Dinge passieren zum Beispiel mit Schatten. Sie sehen während der Sonnenfinsternisse gestreift aus, was daran liegen könnte, dass die Sonne keine Punktquelle mehr ist und alles effektiv von einem Kreis beleuchtet wird", sagte Gallaway.
Wissenschaftler haben auch Experimente durchgeführt, um festzustellen, ob der von vielen Eclipse-Beobachtern gemeldete wahrgenommene Temperaturabfall real oder ein psychologischer Effekt ist, fügte er hinzu.
"Die Tatsache, dass Vögel aufhören zu singen - das ist auch sehr seltsam. Und die Luft soll eine violette Farbe annehmen, möglicherweise weil dies eine Art Lichtquelle ist, die wir noch nie zuvor erlebt haben", sagte Galloway.
Die menschliche Sonnenfinsternis
Dennoch ist die menschliche Erfahrung von Finsternissen für Kate Russo, eine Psychologin und Autorin, die drei Bücher zu diesem Thema geschrieben hat, von besonderem Interesse. Ihr letztes Buch "Im Schatten sein: Geschichten der ersten totalen Eclipse-Erfahrung" (Sein im Schatten, 2017) wurde Anfang dieses Monats veröffentlicht.
"Eine totale Sonnenfinsternis ist anders als jedes andere astronomische Ereignis - Veränderungen finden über Ihnen, um Sie herum und in Ihnen statt", sagte Russo Live Science in einer E-Mail.
"Totalität entsteht durch das Zusammentreffen der Größe, wodurch der Mond die Sonne vollständig blockieren kann. Aber was die Gesamtheit so besonders macht, ist, wie eindringlich die Erfahrung ist. Sie ist jenseitig und beeindruckend auf einer nie zuvor gesehenen Skala. Sie tun es nicht "Sehen" Sie eine totale Sonnenfinsternis. Sie "erleben" sie ", sagte Russo.
MERKEN: Ein direkter Blick in die Sonne kann, selbst wenn sie teilweise vom Mond bedeckt ist, schwere Augenschäden oder Blindheit verursachen. NOCH NIE Betrachten Sie eine partielle Sonnenfinsternis ohne angemessenen Augenschutz. Auf unserer Schwesterseite Space.com finden Sie eine vollständige Anleitung zum sicheren Anzeigen einer Sonnenfinsternis.
