为啥超级月全食的原理总有点模糊不清？你可能被这些科普图带偏了

因为有很多动画，强烈建议看视频，看视频，看视频👇

文稿：

2021年的5月26号，已经上演了一场超级月全食。月全食大家都明白是什么意思，但是为什么说今年这次月全食是超级月全食呢？因为5月26号恰逢超级月亮。

要知道，月亮是地球的天然卫星，沿着一条椭圆轨道，绕着地球转圈圈。尽管太阳系的大行星和大号卫星的运行轨道都比较接近一个正圆，但是，多多少少还是有一点偏心的。月球轨道距离地球最近的时候大概是36万公里，最远的时候达到40万公里，平均一下，大概是38万公里。这也就是我们最常使用的地月距离。天文上的数字，我们是没有什么切身感受的，知道个大概也就足够了。

如果满月的时候，正好碰上月球运行到近地点，那么月亮就显得大一号。如果碰上月球运行到远地点，那么月亮就显得小一号，最大最小之间能相差12%。所以，运行到近日点恰好碰上满月的话，那就被称为超级月亮。不过，这不是一个天文学概念，只是一个比较有趣的自然景观吧。

正巧，昨天本来应该是超级月亮，但是恰好碰上了月全食，所以这就被称为“超级月全食”。要知道，我也是天文摄影爱好者，当年摆弄过一阵子望远镜。但是上海阴雨天多，万里无云的日子少，周末恰好碰上万里无云的机会就更少了，望远镜一直在积灰，也用不上几次。所以呢，后来我就不玩儿了，我就改玩儿自媒体了。这次，我本想把望远镜拿出来开个光，结果上海又是下大雨。我自己只能看网络直播超级月全食过过瘾了，气死我了。

对于日食和月食，我们其实并不陌生。古人总是说天狗吃月亮。其实现代人早就知道，月食其实就是月亮正好转到了地球的阴影里。网络上也经常能看到这样的视频告诉你：月球围着地球转，地球在阳光的照耀下，会出现阴影区；完全照不到的地方叫本影，如果太阳直射被遮挡了一部分，那么这个地方就是半影区；月亮恰好完全走进了本影区，那就是月全食；如果只有一部分走进本影区，没有完全遮住，还露出一部分，那就是月偏食。还有所谓的半影月食，月亮完全没有进入本影区，但是进入了半影区，这就叫做半影月食。月球像是涂了个渐变色，一边深一点，一边浅一点。

但是，半影月食我曾经观察过，不怎么看得出来，因为月亮只是变暗一点，如果天空不是特别晴朗，透明度特别好，你也无法分辨到底是天气不好，空气透明度低造成的变暗，或者是雾霾，或者是半影月食造成的变暗。而且，大月亮显得比较亮，表面稍微变黑一点，人眼睛也不怎么容易分辨。

但是啊，我小时候一直有一个疑问，就像一般的科普说明图片上所画的那样，月食应该是每个月都会发生的。地球那么大，影子也很大，月亮转到太阳的相反方向，很难不被地球挡住。如此说来，怎么可能存在满月呢？小时候的我是根本想不通的。因为孩子很难在脑子里建立复杂的立体结构。

等我长大一点，看的书多一点了，我这才知道，地球绕太阳旋转的这个椭圆叫做黄道。月球轨道平面和黄道平面之间有个大约5度的夹角。只有月亮运转到两个面的交叉点上，而且恰好是太阳、地球、月亮在排成一条线，这才有可能发生月食。如果是恰好月亮运行到翘得比较高的地方，那就不会被地球挡住，我们就可以看到一个滴流圆的满月。

道理说得通，但是我总觉得，上翘5度其实也没多少啊。后来才发现，这是科普书上的图片误导了我，图片总是比数字留下的印象更深。况且，人对于38万公里之类的大数也没多少概念，对地球有多大也没有什么切身体会。太阳、地球、月亮之间的关系，根本不是图片上画的这个样子。

这段视频的画面宽度是1920像素，我们假设太阳是个15像素的小圆点，那么地球在什么地方呢？在1600像素之外。地球我就没法画了，因为地球连1/10像素都不到，这才是太阳系的真实比例。这么说吧，太阳的大小，相当于你用肉眼看10米外的一个灯泡，大概就这个比例吧。

正因为太阳极其遥远，所以，我们地球上的人可以把太阳当做平行光。但是，月球也不算近，在40万公里以外假如竖一个屏幕，我们就可以看到地球留下一个大影子。

这是我用三维软件渲染的效果。因为太阳不是个标准的点光源，而是一个直径140万公里的巨大光球。所以，影子是有虚边的。当月球走进了这个阴影区死黑的部分，就会发生月全食，擦边走就是半影月食。

但是，在月全食的时候，我们仍然能看到一个古铜色的月亮。这就是所谓的“红月亮”。按理说，月球进入地球的阴影，应该没有光照才对啊？但别忘了，地球上是有大气层的，阳光穿过地球侧边的大气层，发生了折射，拐个弯，绕开了地球这个障碍物，照亮了月球表面，但是因为大气分子对蓝光散射比较厉害，只有红光能穿透大气层，照射到月亮上，所以月亮显得有点红。

大家从画面上也可以看得出，这才是真实的地月关系。其实距离非常远，看起来地球和月球都不大。地球留下的那一道阴影区其实也不算粗。月球轨道平面和黄道面的夹角是5度，月球要想恰好从地球的阴影里走过，概率不大。月球一般是从上边或者是下边过去的。所以，我们才能看到满月。

月食经常出现，大概一年有两次机会，月全食占了一半左右。算上今年2021年，一直到2029年，一共会有21次月食，9次是月全食。今年的11月19号还有一次月偏食。明年还有两次月全食，一次是5月16号，一次是11月8号。不过5月16号那次是北京时间中午，我们是大白天，美国人民有眼福了。

11月8号那一次是傍晚7点钟食甚，高度大概是25度。天王星紧挨着月球，是一颗六等星，大家不妨用望远镜找一下。没有光污染的情况下，天王星应该是肉眼可见的，但是你分辨不出来是哪一颗，6等星太多了嘛。这次是在月亮边上，距离非常近，大家总不会认错了对吧。

海王星是一颗8等星，相比天王星就暗多了，很难找。业余天文观测要是能看见，那就算本事大了。冥王星就别想了，要动用大型天文望远镜才行。假如太阳是个大头针这么粗，冥王星的轨道在5米之外。太阳光照射到地球，只需要8分19秒，照到冥王星需要5.5小时。整个太阳系大概是1光年半径，照太阳相当于大头针这个比例进行换算，大概是9公里之外吧。但是这么大地方之内的所有东西，都被针尖大的太阳引力所统辖，老老实实的按照轨道去运行。引力真是个神奇的玩意儿。

所以啊，想在普通显示器上按照真实比例来绘制太阳系的星球，难度实在是太大了，根本就放不下。所以我们也不能怪那些科普图片，我们自己心里有数就好了。就说这么多吧。

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