Někde na Zemi si Měsíc zakryje Slunce v průměru jednou za 18 měsíců. Zůstaňte však na jednom místě a čekání je mnohem delší: úplné zatmění Slunce se vrací na stejné místo pouze jednou za 360 až 410 let v průměru. Právě tato vzácnost přivádí lidi, aby letěli přes kontinenty a stáli v si Měsíce na několik krátké chvíle.
Zatmění Slunce nastane, když Měsíc projde přímo mezi Sluncem a Zemí a vrhne úzký stín na povrch planety. Uvnitř tohoto stínu se den krátce promění v soumrak a normálně neviditelná vnější atmosféra Slunce se zajiskří do dohledu. Co následuje, je to, co odhalilo staletí pozorování zatmění a více než století fyziky zatmění.
Jednou za tři století: Jak vzácná (a jak dlouhá) může být totalita být
I za dokonalých podmínek totalita nevydrží dlouho. Když dojde k zatmění s Měsícem velmi blízko perigeu – svému nejbližšímu bodu k Zemi – se pásu stínu se může rozšířit až na 267 km (166 mil) a samotná totalita se může protáhnout přes 7 minut. Skutečná zatmění zřídka dosáhnou této hranici: nejdelší zatmění, které bylo dosud vypočítáno, nevznikne až 16. července 2186, kdy totalita nad severní Guyanou potrvá 7 minut 29 sekund.
Taková zatmění lze předvídat staletí dopředu, protože se opakují v pevném cyklu zvaném saros. Jeden úplný cyklus zahrnuje přesně 223 synodických měsíců, což se rovná 18 letům, 11 dnům a 8 hodinám, spolu s těsnými shody dvou dalších měsíčních cyklů, drakonických a anomalistických měsíců. Znalost tohoto cyklu je to, co umožňuje astronomům vypočítat staletí dopředu, přesně jak dlouho bude muset určité město čekat na své příští letmé pohledem totality.
Zatmění z roku 1919, které přepsalo fyziku
Žádné zatmění pro vědu neudělalo více než zatmění z roku 1919. Když se totalita ten rok znovu objevila nad tropickými regiony, astronom Arthur Eddington pozoroval hvězdné světlo prokluzující se podél okraje Slunce a zjistil, že se ohýbalo, přesně jak předvídala Einsteinova dosud nová teorie obecné relativity. Měsíc později, 8. listopadu 1919, byly výsledky oznámeny v Londýně, což znamenalo konec staletého Newtonova modelu gravitace a začátek Einsteinova.
Albert Einstein, 40letý Berlín stojící za tímto nápady, se prakticky ze dne na den stal nejznámějším vědcem na světě. Samotná měření z roku 1919 však nebyla zcela rovnoměrná: ohyb světla zaznamenané na observatoři na Príncipe se ukázal být mírně pod předpokládanou hodnotou, zatímco údaj z brazilské stanice byl mírně vyšší – rozpor, na který by kritici upozorňovali po léta.
Podivné chování gravitace během totality
Relativita nebyla potvrzena jen jednou. Děsítky let později poskytl satellit Hipparcos ESA, který létala od roku 1989 do 1993, sledování hvězdného světla s dostatečnou přesností, aby poskytl nejjasnější potvrzení dosud téže předpovědi z roku 1919.
Ne všechno o zatměních a gravitaci se však pěkně shoduje. Jedna studie měřící gravitaci během úplného zatmění Slunce odhalila malou, ale skutečnou anomálii – posun o 7,0 ± 2,7 × 10^-8 m/s² v místním tahu gravitace – a její autoři navrhl, že by výsledek mohl ukazovat na určitý druh efektu stínění během totality. Je to připomenutí, že i století po Eddingtonovi poskytuje úplné zatmění fyzikům stále možnost testovat gravitaci způsoby, které žádná zemská laboratoř nemůže.
Skrytá koruna Slunce
Úplné zatmění je v podstatě jediným časem, kdy může někdo na Zemi vidět korunu – vnější atmosféru Slunce – pouhým okem. Chová se jako podivné obrácení toho, jak obvykle funguje teplo: viditelný povrch Slunce běží kolem 4500-6000°C, ale tenká korona nad ní stoupá přes jeden milion stupňů Celsia – skok, který fyzikové stále nejsou schopni plně vysvětlit.
Lidé dokumentují tento podivný svítící kruh po více než tisíc let – nejstarší známý záznam pozorované korony pochází z Konstantinopolu v roce 968 n.l. Protože je přirozená totalita tak krátká, Evropská kosmická agentura vytvořila způsob, jak ji vytvářet více: dvojsatelitní mise Proba-3 létá jeden satelit před Sluncem, aby ho pro druhou zablokoval, což vytváří umělá zatmění, která se sčítají na 1000 hodin observačního času během dvou let, mnohem více než by jakékoli přirozené zatmění kdy mohlo poskytnout.
Korálky světla a první fotografii zatmění
V sekundách před a po totalitě se sluneční světlo, které proniká údolími přes zubatý okraj Měsíce, rozpadá na řadu jasných bodů. V roce 1715, desítky let předtím, než si někdo vymyslel jméno pro tuto jevu, se astronom Edmund Halley stal první osobou, která si poznamenala to, co nyní nazýváme Baileyho korálky a efekt diamantového prstence.
Fotografie se vyrovnala astronomii více než století později. Nejstarší známou fotografii zatmění Slunce pořídil 28. července 1851 Julius Berkowski, který použil daguerrotypový proces – křehkou stříbrnou techniku, která stojí za některými nejstaršími zachovalými fotografiemi.
Americké zatmění 2017 v číslech
Nejpozorovatelnější zatmění v nedávné paměti se valilo od pobřeží k pobřeží napříč Spojenými státy v srpnu 2017, kdy jeho cesta totality se dotkla jak Tichého oceánu, tak Atlantiku – něco, co se od roku 1918 nestalo.
Ten stín byl obrovský: zametl přibližně 16 procent celé oblasti Spojených států, i když většina této cesty vedla přes otevřený oceán namísto pevniny. Na zemi se totalita nejdéle zdržela nad Giant City State Park na jihu Illinois, těsně mimo Carbondale, a trvala 2 minuty 41,6 sekund – nejdelší doba, kterou jakékoli jedno místo na pevnině prožilo ten den.