Dane oryginału

Eclipses: What Everyone Needs to Know, First Edition

© Oxford University Press 2019

Eclipses: What Everyone Needs to Know, First Edition, was originally published in English in 2019. This translation is published by arrangement with Oxford University Press. Wydawnictwo Naukowe PWN SA is solely responsible for this translation from the original work and Oxford University Press shall have no liability for any errors, omissions or inaccuracies or ambiguities in such translation or for any losses caused by reliance thereon.

Wydanie polskie

Z języka angielskiego tłumaczył Mariusz Krasiński

Projekt okładki i stron tytułowych Anna Kulikowska

Fotografia na okładce © Anna Kulikowska

Wydawca Renata Włostowska

Redaktor prowadząca Barbara Surówka

Redakcja Diana Halida

Korekta Marzena Kłos

Produkcja Mariola Grzywacka

Dział reklamy Magdalena Bystrzycka (magdalena.lewocka@pwn.pl)
Urszula Obrycka (urszula.obrycka@pwn.pl)

Dział marketingu marketing.pwn@pwn.pl

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.:
Michał Latusek

Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo.

Więcej na www.legalnakultura.pl

Polska Izba Książki

Copyright © for the Polish edition by Wydawnictwo Naukowe PWN SA

ISBN 978-83-01-23865-0

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2024 r. (Wydanie I)

Warszawa 2024

Wydawnictwo Naukowe PWN SA

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 69 54 3w21; faks 22 69 54 288; infolinia 801 33 33 88

e-mail: pwn@pwn.com.pl; www.pwn.pl

Fragment

Przedmowa

Podziękowania

1. Zaćmienia – fakty i mity

1.1. Czym są zaćmienia Słońca?

1.2. Czym są zaćmienia Księżyca?

1.3. Dlaczego zaćmienia są takie fascynujące?

1.4. Dlaczego zaćmienia ciągle są tak fascynujące?

1.5. Jak reagują rośliny i zwierzęta?

1.6. Czy zaćmienia zapowiadają kataklizmy?

1.7. Czy zaćmienia są niebezpieczne?

1.8. Czy zaćmienia powiązane są z ważnymi wydarzeniami?

1.9. Jakie dzieła sztuki przedstawiają zaćmienia?

1.10. Czy współczesna wiedza o zaćmieniach pozwala wyjaśnić teksty biblijne?

1.11. Jakich innych informacji o zdarzeniach historycznych dostarczają zaćmienia?

1.12. Jak stare są pierwsze opisy zaćmień?

1.13. Kiedy po raz pierwszy przewidziano zaćmienie?

1.14. Kiedy po raz pierwszy wyliczono czas wystąpienia zaćmienia?

1.15. Dlaczego zaćmienia nie występują co miesiąc?

1.16. Co to jest zaćmienie obrączkowe?

1.17. Czym są zaćmienia hybrydowe?

1.18. Czy jest schemat występowania zaćmień?

1.19. Czy Stonehenge mogło służyć do przewidywania zaćmień?

1.20. Czy kiedykolwiek w Stonehenge wystąpiło całkowite zaćmienie Słońca?

1.21. Które typy zaćmień występują najczęściej?

1.22. Czy występują zaćmienia innych ciał niebieskich?

1.23. Czym są perły Baily’ego?

1.24. Czym jest pierścień z diamentem?

1.25. Czym jest chromosfera?

1.26. Czym są protuberancje?

1.27. Kiedy i gdzie mogę zobaczyć całkowite zaćmienie Słońca?

1.28. Czy korona słoneczna jest zawsze widoczna?

1.29. Czy można cokolwiek zobaczyć, gdy niebo jest zachmurzone?

2. Mechanika nieba: co, dlaczego i jak?

2.1. Które zaćmienia są częstsze, Słońca czy Księżyca?

2.2. Jak duży jest Księżyc na niebie?

2.3. Dlaczego Księżyc całkowicie zasłania Słońce?

2.4. Jak przebiega pas całkowitego zaćmienia na powierzchni Ziemi?

2.5. Czy zaćmienia trzymają się rozkładu jazdy?

2.6. Czym jest spowodowany saros?

2.7. Czym są sezony zaćmień?

2.8. Dlaczego zaćmienia nie występują tego samego dnia każdego roku?

2.9. Dlaczego szerokość geograficzna zaćmień zmienia się podczas sarosu?

2.10. Jak „duże” jest całkowite zaćmienie?

2.11. Jak szeroki jest pas całkowitego zaćmienia Słońca?

2.12. Dlaczego nie wszystkie zaćmienia trwają tyle samo czasu?

2.13. W jakich warunkach występują najdłuższe zaćmienia Słońca?

2.14. Jak długo trwają najdłuższe zaćmienia obrączkowe?

2.15. Czy zaćmienia występują częściej w pewnych okresach roku niż w innych?

2.16. Które zaćmienia są częstsze, całkowite czy obrączkowe?

2.17. Jaka jest przyczyna „hybrydowego” zaćmienia Słońca?

3. Zaćmienia a nauka

3.1. Czego mogą nas nauczyć zaćmienia?

3.2. Czy planety mają swoje zaćmienia?

3.3. Czego dowiadujemy się z analizy zaćmień księżyców Jowisza?

3.4. W jaki sposób całkowite zaćmienie Słońca pozwoliło potwierdzić ogólną teorię względności Einsteina?

3.5. Czego dowiadujemy się o innych planetach dzięki zaćmieniom?

3.6. W jaki sposób wykorzystano zaćmienie Księżyca do pomiaru szerokości Oceanu Atlantyckiego?

3.7. Kto pierwszy wyznaczył długość geograficzną przy wykorzystaniu zaćmienia?

3.8. Czego dowiadujemy się o Księżycu, analizując jego zaćmienia?

3.9. Czego dowiadujemy się o Słońcu, analizując jego zaćmienia?

3.10. W jaki sposób podczas zaćmienia Słońca odkryto hel?

3.11. Czego jeszcze dowiadujemy się z analizy spektroskopowej korony słonecznej?

3.12. Czego dowiadujemy się z zakryć gwiazd przez Księżyc?

3.13. Czego dowiadujemy się z zakryć Mgławicy Kraba?

3.14. Czego dowiadujemy się dzięki zaćmieniom Słońca o promieniowaniu kosmicznym?

3.15. Czy obserwujemy zaćmienia gwiazd podwójnych?

3.16. Jak zaćmienia pozwalają odkrywać egzoplanety?

3.17. Czego dowiadujemy się, obserwując przejścia Wenus i Marsa?

4. Zaćmienia w historii i mitach

4.1. Co łączy zaćmienia, Romulusa i założenie Rzymu?

4.2. Kiedy po raz pierwszy przewidziano zaćmienie?

4.3. Które starożytne wydarzenia związane są z zaćmieniami?

4.4. W jaki sposób Kolumb wykorzystał zaćmienie, aby utrzymać swoją załogę?

4.5. Dlaczego łączy się zaćmienia ze „śmiercią królów”?

5. Zaćmienia w literaturze i sztuce

5.1. Jakie opisy zaćmień znajdujemy w literaturze?

5.2. Co Szekspir pisał o zaćmieniach?

5.3. W jaki sposób zaćmienia inspirowały artystów?

5.4. Czy znamy wcześniejsze przykłady przedstawień zaćmień w sztuce?

5.5. Jak obraz zaćmień ewoluował w sztuce renesansu?

5.6. Jaka jest historia dokładnych obrazów zaćmień w sztuce?

6. Czego doświadczamy podczas całkowitego zaćmienia?

6.1. Dlaczego zmieniają się kolory?

6.2. Czy to tylko wrażenie, czy też otoczenie rzeczywiście wygląda niesamowicie?

6.3. Czym są pasma cieni?

6.4. Jak powstają pasma cieni?

6.5. Jak mogę zarejestrować obraz pasm cieni?

6.6. Jakie inne optyczne efekty występują podczas zaćmienia Słońca?

6.7. Co to jest dyfrakcja Fresnela widoczna na granicy cienia Księżyca?

6.8. Czy wąski sierp Słońca daje obraz dyfrakcji Fraunhofera?

7. Obserwacje zaćmień

7.1. Jaką drogą „podróżuje” zaćmienie?

7.2. W jaki sposób obserwować, nie mając okularów ani innych instrumentów?

7.3. Czy mogę używać lornetki lub teleskopu bez odpowiedniego zabezpieczenia oczu?

7.4. Jakie metody ochrony oczu są najlepsze?

7.5. Czy warto korzystać z aparatu fotograficznego?

7.6. W którym momencie zauważymy, że dzieje się coś niezwykłego?

7.7. Jak ciemno i zimno się zrobi?

7.8. Czy można zobaczyć przybliżający się cień Księżyca?

7.9. Tak wiele dzieje się podczas ostatniej minuty, co powinienem obserwować?

7.10. Czy da się sfilmować zaćmienie?

7.11. Co powinienem obserwować podczas całkowitego zaćmienia?

7.12. Czy potrzebuję ochrony oczu?

7.13. Jakie środki bezpieczeństwa są zalecane?

7.14. Czy da się fotografować całkowite zaćmienie?

7.15. Jakie czasy ekspozycji zastosować?

7.16. Czy muszę być na osi pasa zaćmienia?

7.17. Co warto obserwować po zakończeniu fazy całkowitego zaćmienia?

8. Turystyka zaćmieniowa

8.1. Gdzie i kiedy mogę zobaczyć całkowite zaćmienie Księżyca?

8.2. Gdzie i kiedy mogę zaobserwować całkowite zaćmienie Słońca?

Źródła

Przypisy

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

Przedmowa

Ósmego kwietnia 2024 roku miliony ludzi w całych Stanach Zjednoczonych obserwowały Wielkie Amerykańskie Zaćmienie Słońca. Byłem jednym z nich. W chwili, gdy się skończyło, zostałem zasypany pytaniami: Co było powodem niesamowitych cieni i kolorów pojawiających się przed fazą całkowitości? Czy te efemeryczne pasma cieni, ślizgające się po gruncie sekundy przed całkowitym zaćmieniem, były prawdziwe, czy też były tylko iluzją? Dlaczego? Co to jest? Jednak przede wszystkim – kiedy i gdzie mogę znowu zobaczyć całkowite zaćmienie?

Niezależnie od tego, czy chcesz lepiej zrozumieć to, co widziałeś albo straciłeś w 2024 roku, przygotować się do następnego zaćmienia lub dowiedzieć więcej o mitach, historii, literaturze, sztuce i nauce, w tej książce znajdziesz 101 (moich) rzeczy, których chciałbyś się dowiedzieć.

Frank Close, Oxford, Anglia 2024

@closefrank

Podziękowania

Dziękuję wszystkim wam, którzy zaproponowaliście pytania dotyczące zaćmień. Mam nadzieję, że odpowiedzi zarówno zadowolą was, jak i zainspirują innych. Na wyrazy wdzięczności za konkretną pomoc, sugestie i dostarczone materiały zasługują: Michael Berry, Ian Blatchford, Pedro Ferreira, Frances i Michael Green, Colin Humphreys, Andrew Kirk, Bill Kramer, Chris Lintott, Jay Pasachoff, Brian Stewart, Barnaby Taylor oraz Toshio Turoki. W Oxford University Press w Nowym Jorku: Jeremy Lewis – za zachętę do napisania tej książki – i Sean Pidgeon – za pomoc w rozwinięciu pomysłu. W Oxford: Sonke Adlung i Harriet Konishi – za pomoc przy rysunkach i zdjęciach, Brid Nowlam – za edycję tekstu i Raj Suthan – za nadzór nad całym procesem publikacji.

Dziękuję także tym, których spotkałem w odległych miejscach podczas pogoni za zaćmieniami, za inspirację, jakiej dostarczyli. Mam nadzieję, że któregoś dnia będę w stanie podziękować im osobiście pod cieniem Księżyca.

1

Zaćmienia – fakty i mity

1.1. Czym są zaćmienia Słońca?

Średnica Księżyca jest 400 razy mniejsza od średnicy Słońca, jednak Księżyc jest 400 razy bliżej nas, więc niezwykłym zrządzeniem losu te dwa ciała niebieskie mają taką samą wielkość, gdy patrzymy na nie z powierzchni Ziemi. Przez 14 dni miesiąca okrążający Ziemię Księżyc znajduje się po słonecznej stronie obracającej się wokół swojej osi Ziemi i rzuca cień, który przez większość czasu trafia gdzieś w pustą przestrzeń. Czasami jednak, w szczególnych okolicznościach, cień pada na powierzchnię Ziemi, co oznacza dla nas, że Księżyc zasłania nam wtedy widok Słońca.

1.2. Czym są zaćmienia Księżyca?

Aby zaszło zaćmienie Słońca, w miejscu obserwacji musi być dzień. Dla odmiany, zaćmienia Księżyca zdarzają się w ciągu nocy, podczas 14 dni miesiąca księżycowego, gdy nasz satelita znajduje się po „ciemnej” stronie Ziemi i jest widoczny nocą. Światło Księżyca to odbite światło słoneczne. W noc, w czasie której jest pełnia Księżyca, wschodzi on podczas zachodu

RYSUNEK 1.1. Całkowite i częściowe zaćmienia Słońca

Wewnątrz stożka cienia Słońce jest całkowicie zasłonięte. W znacznie większym obszarze półcienia Słońce jest częściowo zasłonięte.

RYSUNEK 1.2. Zaćmienie Słońca a zaćmienie Księżyca

Gdy cień Księżyca dotyka powierzchni Ziemi, tylko na małym obszarze oznaczonym jako ZS widoczne jest całkowite zaćmienie Słońca. Cień Ziemi jest znacznie większy i kiedy Księżyc się w nim znajdzie, obserwujemy całkowite zaćmienie Księżyca, ZK.

Słońca, a zachodzi pod koniec nocy, kiedy Słońce ponownie wschodzi. W trakcie jest taki moment, kiedy Księżyc jest dokładnie naprzeciw Słońca i odbija promienie dokładnie w jego stronę. To moment pełni Księżyca. Wtedy cień Ziemi, który rzucany jest w przestrzeń, może paść na Księżyc, obejmując go częściowo lub całkowicie. Wówczas zamiast jasnego Księżyca w pełni zobaczymy zaćmienie Księżyca. Księżyc nie staje się jednak całkowicie niewidoczny, gdyż ziemska atmosfera zakrzywia niektóre promienie słoneczne w jego kierunku i nadaje zewnętrznej części dysku pomarańczowe zabarwienie. Ten „krwistoczerwony Księżyc” inspirował przez stulecia poetów i mistyków. Zaćmienie Księżyca 3 kwietnia 33 roku n.e., w wieczór po ukrzyżowaniu Jezusa Chrystusa, było niezwykle istotne dla jego wyznawców. Zarówno zaćmienia Księżyca, jak i Słońca wzbudzały respekt tak dawniej, jak dzisiaj.

1.3. Dlaczego zaćmienia są takie fascynujące?

Słońce i Księżyc są najbardziej rozpoznawalnymi i najważniejszymi dla nas źródłami światła na niebie. Dotyczy to wszystkich kultur w ciągu całej historii. Energia słoneczna jest źródłem życia, a jasny Księżyc podczas pełni pozwalał prymitywnym społecznościom widzieć i polować w nocy w celu zdobycia pożywienia. Księżyc wywołuje przypływy i odpływy. Ten widoczny skutek jego oddziaływania doprowadził astrologów do wniosku, że może wpływać także na nasze nastroje i zachowanie. Brytyjski Lunacy Act z roku 1842 definiuje lunatyka jako osobę, która jest przytomna podczas dwóch tygodni poprzedzających pełnię Księżyca, ale zachowuje się dziwnie podczas dwóch po niej następujących. Wiara w to, że fazy Księżyca wpływają na ludzkie sprawy, była rozpowszechniona w przeszłości i przetrwała do dzisiaj. Słońce i Księżyc determinowały rytm życia starożytnych społeczeństw, ponieważ cykliczny ruch tej pary po niebie i miejsca ich zachodów oraz wschodów wyznaczają pory roku. Można powiedzieć, że ruch Słońca i Księżyca względem nas na Ziemi pozwolił na stworzenie pierwszego wiarygodnego kalendarza i porządkował ludzkie sprawy.

Znikanie jednego z ciał niebieskich podczas zaćmienia zaburzało naturalną harmonię. Starożytni Grecy interpretowali zaćmienie jako zły omen i znak, że bogowie są rozgniewani. Było normą, że w wielu społecznościach Słońce i Księżyc miały status bogów. Gdy bóg znikał ze sceny, próbowano to tłumaczyć na różne sposoby. Dla mieszkańców Tahiti zaćmienia były pozytywnymi wydarzeniami, gdyż tłumaczyli sobie, że Księżyc i Słońce uprawiają wtedy miłość. Taka optymistyczna interpretacja była jednak wyjątkiem. Częściej mówiono o potworach i bestiach pożerających Słońce podczas całkowitego zaćmienia. To, co kryło się pod postacią bestii, zmieniało się w zależności od cywilizacji. Mogły to być wilk w krajach nordyckich, smok w Chinach lub wilkołaki w Środkowej Europie.

Te wyjaśnienia mogą brzmieć fantastycznie, ale stają się bardziej zrozumiałe, gdy sami doświadczymy całkowitego zaćmienia, zjawiska dostarczającego nieoczekiwanych wrażeń. Przez prawie godzinę Księżyc przesuwa się na tle Słońca, pochłaniając jego jaskrawy dysk. W tym czasie sam Księżyc nie jest widoczny, gdyż pozostały sierp Słońca jest tak jasny, że nie sposób odróżnić Księżyca od tła. Można mieć wrażenie, że Słońce jest rzeczywiście pożerane kawałek po kawałku. Bóg Słońce znika! I kiedy „bestia” ostatecznie pożre ostatni kawałek Słońca, pojawia się korona słoneczna otaczająca sylwetkę Księżyca, milion razy ciemniejsza od dziennego światła słonecznego, więc można odnieść wrażenie, że Słońce zniknęło gdzieś w nieskończenie głębokiej jamie. W miejscu jasnego Słońca na niebie pozostała czarna dziura otoczona niesamowitą, słabą poświatą. Wszystko na tle czarnego sklepienia okrywającego powierzchnię Ziemi.

RYSUNEK 1.3. Smok pożerający Słońce

Porcelanowa waza pogrzebowa pochodząca z okresu dynastii Yuan lub Song, XIII lub XIV wiek.

Muzeum Sztuki Uniwersytetu Princeton, dar Nelsona Chang.

Dla starożytnych było to tak niezrozumiałe, w porównaniu z innymi normalnymi zjawiskami, że znalezienie racjonalnego wyjaśnienia nastręczało im trudności. To, że bóg został pożarty, jest więc całkiem rozsądną interpretacją. Chińczycy bali się, że smok może pożreć Słońce i pozostawić ich w wiecznej ciemności. Dlatego podczas zaćmień Słońca bili w bębny, krzyczeli i hałasowali, aby wystraszyć smoka (patrz rysunek 1.3). I, o dziwo, zawsze im się to udawało!

W chińskiej kulturze związek smoka z zaćmieniami był tak silny, że stał się inspiracją dla flagi dynastii Qing, ostatniej imperialnej dynastii Chin. W XIX wieku została ona pierwszą narodową flagą i banderą Chin (patrz rysunek 1.4).

RYSUNEK 1.4. Sztandar dynastii Qing

Pierwsza flaga narodowa Chin, 1889 rok.