古代日食记录揭示地球自转变化的奥秘
研究人员通过查阅公元4世纪的历史文献，探索日全食的记录，试图解锁地球自转的历史轨迹。
（图解：这是一张记录了日全食的古代画面，拍摄于美国怀俄明州卡斯珀。图源：ESA/M.P.Ayucar,CCBY-SA3.0IGO）
1500年前的日食观测数据为我们揭示了地球自转的变化轨迹，以及地球运动在近代历史中的演变。
拜占庭帝国，是东罗马帝国在西罗马帝国灭亡后的延续。通过研究东罗马帝国4世纪至7世纪的史料，研究人员确认了五次发生在地中海西岸附近的日食事件，并推测了这些日食的发生时间和地点。此前，这一时期的日食记录极为罕见。
由于日食能够为我们提供有关地球运动的信息，这些古老的日食记录成为研究地球自转变化的重要工具。然而，由于我们的祖先记录天文现象时，未曾标明今时天文学家所需的关键信息，因此，推测这些日食的时间、地点及其历史区间往往相当困难。
日本筑波大学的助教村田晃嗣指出：“虽然我们无法找到大多数当时的第一目击者，但后人留下的相关引文和翻译仍为我们提供了珍贵的信息。除了精准的地理位置和及时的日食事件记录外，我们还需要确认日全食发生的确切时间，也就是从白昼转为黑夜、星星出现在天空的时间段。”
研究团队确定了五次发生在东地中海区域的日全食，它们分别发生在公元346年、418年、484年、601年和693年。这些新的发现为研究提供了更详尽的资料，帮助揭示了以地球自转作为时间基准和不以地球自转为基准之间的差距，也即△t，这也可以用来表征地球一天的长度。
其中一个例子是，公元418年7月19日，发生了一次极为完美的日全食，在该次日食期间，星星清晰可见。此次日食的观测地点位于君士坦丁堡，君士坦丁堡曾是罗马帝国的首都，现今为土耳其的伊斯坦布尔。
在之前的△t模型中，君士坦丁堡并未位于日全食的路径上。然而，由于这次日食的特殊性，观察者能够亲眼看到月亮完全遮掩太阳。因此，关于日食的古老记录暗示了五世纪的△t必定存在某种变化。为了弥补这些差异，科学家需要对后续几个世纪的△t模型进行相应的调整。
村田晃嗣进一步表示：“我们的新△t数据使得时间范围更为精确，能够表明五世纪的△T应该向上修正，而六世纪和七世纪的△T则应该适当调整为向下。”
对地球自转的更精细修正也为科学家们提供了新的线索，帮助他们进一步探索历史上其他全球性现象，比如海平面的变化与全球冰川的增减。
相关背景
地球是离太阳最近的第三颗行星，同时也是宇宙中已知唯一具备生命的星球。尽管在太阳系中发现了大量水源，唯有地球能维持液态水的存在。大约70.8%的地球表面被海洋覆盖，而地球的极地冰、湖泊和河流仅占很小一部分。剩下的29.2%则是陆地，包括大陆和岛屿。地球的表层由多个缓慢移动的构造板块构成，这些板块相互碰撞、摩擦，导致了山脉的形成、火山爆发和地震的发生。地球的液态外核产生的磁场塑造了地球的磁层，使得太阳风被偏转，减少了对地球表面的破坏。
月亮是地球的唯一天然卫星，它在太阳系中排第五大卫星。对于地球来说，月球是体积最大、质量最重的卫星，直径约为地球的四分之一。月球作为一颗行星质量的天体，表面分布着各类月岩，这使得月球符合地球物理学上对卫星的定义。月球的质量和体积大于太阳系中所有已知的矮行星。月球没有大气层、水圈或强磁场，其表面重力大约是地球的六分之一，约为0.1654g，而木星的卫星木卫一是太阳系中唯一表面重力和密度均高于月球的卫星。
作者: Robert Lea
译者: 陈麦麦
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