Los eclipses solares totales ocurren porque la Luna y el Sol tienen el mismo tamaño aparente en el cielo de la Tierra: el Sol es unas 400 veces más ancho que la Luna, pero la Luna está unas 400 veces más cerca.
Tengo entendido que la Luna se está alejando actualmente de la Tierra aproximadamente a la velocidad en que crecen nuestras uñas (alrededor de 1,6 pulgadas o 4 centímetros por año ). Las tasas de retroceso lunar en el pasado distante pueden haber sido más lentas que esto.
En algún momento, la Luna ya no podrá bloquear completamente al Sol. ( Esta pregunta en StackExchange aborda el período a partir de ahora; una solución que se ofrece es que la Tierra tendrá su último eclipse solar total en unos 600 millones de años ).
Sin embargo, lo que me interesa es determinar la duración total de ese período en el que alguna vez será posible percibir la corona del Sol (y otros efectos como las cuentas de Baily ) desde la Tierra mediante un eclipse solar total. Esto requiere saber cuánto tiempo pasará hasta que ocurra el último eclipse (~600 millones de años) y el tiempo que ha transcurrido desde que ocurrió el primer evento de este tipo. Tenga en cuenta que el período crítico que estoy tratando de descubrir es esa ventana de tiempo durante la cual los tamaños aparentes del Sol y la Luna, vistos desde la Tierra, son aproximadamente del mismo tamaño que ahora.
(En caso de que alguien esté interesado, mi razón para preguntar esto es tratar de determinar la probabilidad de que los humanos hayamos evolucionado en ese momento en el que es posible percibir un eclipse solar total, para promover una teoría mía que sugiere que puede que no sea una coincidencia.)
Hay muchos modelos en competencia sobre la rapidez con la que la Luna se aleja de la Tierra, pero todos están de acuerdo en que la tasa de aumento de la distancia no es lineal. Eso significa que cualquier respuesta a esta pregunta implicará muchos errores. Creo que hay dos preguntas diferentes aquí y las abordaré por separado:
1. ¿Hace cuánto tiempo se podría ver la circunferencia completa de la Corona desde un observador hipotético en la Tierra?
No importa qué tan cerca de la Tierra estuviera la luna en órbita, las cuentas de Bailey y parte de la corona serían visibles justo cuando el Sol quedó completamente oscurecido por la Luna.
Si se pregunta cuándo será visible toda la circunferencia de la corona durante un eclipse solar, la NASA dice que la corona se extiende hasta unos 12 radios solares .
Entonces, presumiblemente, la circunferencia completa de la corona no sería visible si la luna estuviera 12 veces más cerca de la tierra. Hay algunas conjeturas diferentes para la distancia Tierra-Luna en el pasado, y Franco y Hinnev muestran el modelo TD (disipación de marea) de Webb aquí contrastado con modelos de recesión extrapolados constantes:
Aquí, algunos de los puntos en el gráfico denotan evidencia geológica de mareas para la proximidad de la Tierra y la Luna. Si creemos en su modelo TD, la respuesta es de unos 3.900 millones de años.
1. ¿Cuánto tiempo hace que el diámetro angular del Sol y la Luna podría ser el mismo en el cielo visto desde la Tierra?
Recuerda que el diámetro angular de una esfera es , dónde es el diámetro de la esfera y es la distancia del observador a la esfera. El diámetro angular del Sol visto desde la Tierra es entonces y el diámetro angular de la Luna es , donde los subíndices y denotan el Sol y la Luna. Igualarlos y simplificarlos produce la regla general común para determinar si es posible un eclipse completo exacto: .
Wiki da el perihelio de la Tierra en , el diámetro del Sol , el diámetro de la Luna entonces resolviendo para nos da 367.346 km. Esto significa que la Luna bloquearía al Sol por completo si la Tierra estuviera en el perihelio y la Luna estuviera a 367 346 km de la Tierra y los tres cuerpos fueran colineales.
El apogeo de la luna actual es de 405.400 km, por lo que apenas se eclipsaría a 38.054 km más cerca. Esto es aproximadamente 6 radios terrestres, por lo que si se cree en el gráfico anterior utilizando su modelo 'TD', la primera vez que el sol y la luna podrían haber tenido el mismo tamaño angular es hace 1200 millones de años . Por supuesto, esta estimación no tiene en cuenta el hecho de que el tamaño del sol no es constante. Tampoco tiene en cuenta el hecho de que la Luna y el Sol no son perfectamente esféricos.
Martín Kochanski
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José
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Hagen von Eitzen
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