Niekde na Zemi si Mesiac zakryje Slnko v priemere raz za 18 mesiacov. Zostanete-li však na jednom mieste, čakanie je oveľa dlhšie: totálne zatmenie Slnka sa vracia na rovnaké miesto iba raz za 360 až 410 rokov v priemere. Práve táto zriedkavosť motivuje ľudí, aby leteli cez kontinenty a stáli v tieni Mesiaca počas pár chviliek.
Zatmenie Slnka nastane, keď Mesiac prechádza priamo medzi Slnkom a Zemou a vrhá úzky tieň na povrch planéty. Vnútri tohto tieňa sa deň krátko zmení na súmrak a normálne neviditeľná vonkajšia atmosféra Slnka sa ukáže. Čo nasleduje, je to, čo odhalili storočia pozorovania zatmení a viac ako jedno storočie fyziky zatmení.
Raz za tri storočia: Ako vzácna (a ako dlhá) môže byť totalita
Aj za ideálnych podmienok totalita netrvá dlho. Keď dôjde k zatmeniu s Mesiacom veľmi blízko perigeniu – svojmu najbližšiemu bodu k Zemi – sa dráha tieňa môže rozšíriť až na 267 km (166 míľ) a samotná totalita môže trvať viac ako 7 minút. Skutočné zatmenia zriedka dosahujú tento limit: najdlhšie zatmenie, ktoré bolo doposiaľ vypočítané, nenastane až 16. júla 2186, keď totalita nad severnou Guyanou potrvá 7 minút 29 sekúnd.
Takéto zatmenia sa dajú predpovedať storočia vopred, pretože sa opakujú v pevnom cykle zvanom saros. Jeden úplný cyklus zahrnuje presne 223 synodických mesiacov, čo sa rovná 18 rokom, 11 dňom a 8 hodinám, spolu s tesným zhody medzi dvoma ďalšími mesačnými cyklami, drakonickými a anomalistickými mesiacmi. Poznaním tohto cyklu astronómovia môžu vypočítať storočia vopred, presne ako dlho bude musieť určité mesto čakať na ďalší pohľad na totalitu.
Zatmenie z roku 1919, ktoré prepísalo fyziku
Žiadne zatmenie neurobilo viac pre vedu ako zatmenie z roku 1919. Keď sa totalita ten rok znova objavila nad tropmi, astronóm Arthur Eddington pozoroval hvezdne svetlo prekĺzavajúce okolo okraja Slnka a zistil, že sa ohlo, presne ako predpovedala Einsteinova vtedy ešte nová teória všeobecnej relativity. Niekoľko mesiacov neskôr, 8. novembra 1919, sa výsledky oznámili v Londýne, čím sa označil koniec storočného Newtonovho modelu gravitácie a začiatok Einsteinovho.
Albert Einstein, 40-ročný Berlínčan stojaci za myšlienkou, sa prakticky cez noc stal najslávnejším vedcom sveta. Samotné merania z roku 1919 však neboli úplne rovnomerné: ohyb svetla zaznamenaný na observatóriu na Príncipe sa ukázal byť mierne pod predpokladanou hodnotou, zatiaľ čo čítanie z brazílskej stanice bolo mierne vyššie – rozpor, na ktorý by kritici poukazovali roky.
Podivné správanie gravitácie počas totality
Relativita nebola potvrdená len raz. Desiatky rokov neskôr poskytol satelit Hipparcos ESA, ktorý letel od 1989 do 1993, sledovanie hvezdneho svetla s dostatočnou presnosťou, aby poskytol najjasnejšie potvrdenie doteraz tej istej predpovedi z roku 1919.
Nie všetko o zatmeniach a gravitácii sa však pekne zhoduje. Jedna štúdia, ktorá merala gravitáciu počas totálneho zatmenia Slnka, odhalila malú, ale skutočnú anomáliu – posun o 7,0 ± 2,7 × 10^-8 m/s² v miestnom gravitačnom ťahu – a jej autori navrhli, že by výsledok mohol naznačovať určitý druh tieňovacieho efektu počas totality. Je to pripomenutie, že aj storočie po Eddingtonovi poskytuje totálne zatmenie fyzikom stále príležitosť testovať gravitáciu spôsobmi, ktoré žiadna zemská laboratórium nemôže.
Skrytá koruna Slnka
Totálne zatmenie je v podstate jediným časom, kedy môže niekto na Zemi vidieť korunu – vonkajšiu atmosféru Slnka – voľným okom. Chová sa ako podivná inverzia toho, ako zvyčajne funguje teplo: viditeľný povrch Slnka beží okolo 4500-6000°C, ale tenkú koruna nad ním stúpa nad jeden milión stupňov Celzia – skok, ktorý fyzici stále nemôžu úplne vysvetliť.
Ľudia dokumentovali tento zvláštny svetelný kruh počas viac ako tisíc rokov – najstarší známy záznam pozorovanej koruny pochádzajúci z Konštantínopola z roku 968 n.l. Pretože je prirodzená totalita taká krátka, Európska vesmírna agentúra vytvára spôsob, ako ju vyrábať viac: dvojsatelitná misia Proba-3 letí jeden satelit pred Slnko, aby ho pre druhý zablokoval, čím sa vyrábajú umelé zatmenia, ktoré sa spolu súčasťou 1000 hodín pozorovacej doby počas dvoch rokov, oveľa viac než by akékoľvek prirodzené zatmenie kedy mohlo poskytnúť.
Korálky svetla a prvú fotografiu zatmenia
V sekundách pred a po totalite sa slnečné svetlo, ktoré sa pretláča dolami cez zubaté okraje Mesiaca, rozpadá na rad jasných bodov. V roku 1715, desiatky rokov predtým, ako si niekto vymyslel meno pre tento jav, sa astronóm Edmund Halley stal prvou osobou, ktorá si poznamenala to, čo teraz nazývame Baileho korálky a efekt diamantového prsteňa.
Fotografia sa vyrovnala astronómii viac ako storočie neskôr. Najstarší známy fotografia zatmenia Slnka bola urobená 28. júla 1851 Juliusom Berkowskim, ktorý použil daguerrotypný proces – krehký postup striebornej platne, ktorý stojí za niektorými najstaršími zachovanými fotografiami.
Americké zatmenie 2017 v číslach
Najviac sledované zatmenie v nedávnej pamäti sa valilo od brehu k brehu cez USA v auguste 2017, pričom jeho cesta totality sa dotkla Tichého a Atlantického oceánu – niečo, čo sa od roku 1918 nestalo.
Ten tieň bol obrovský: zmetal približne 16 percent celej oblasti Spojených štátov, aj keď väčšina tejto cesty viedla cez otvorený oceán namiesto pevniny. Na zemi sa totalita zdržala najdlhšie nad Giant City State Park na juhu Illinois, tesne mimo Carbondale, a trvala 2 minúty 41,6 sekúnd – najdlhšiu dobu, ktorú akékoľvek jedno miesto na pevnine zažilo ten deň.