زمین یک روز آخرین خورشیدگرفتگی کامل خود را تجربه خواهد کرد

خورشیدگرفتگی کامل که روز دوشنبه برفراز بخش‌هایی از مکزیک، ایالات متحده و کانادا مشاهده‌پذیر بود، تلاقی کامل خورشید و ماه در آسمان محسوب می‌شد؛ اما این رویداد نیز مانند سایر پدیده‌ها با تاریخ انقضا همراه است. در نقطه‌ای در آینده‌ی دور، زمین آخرین خورشیدگرفتگی کامل خود را تجربه خواهد کرد.

ازدست‌رفتن همیشگی امکان وقوع خورشیدگرفتگی کامل بدین دلیل است که ماه درحال دورشدن از زمین است. درنتیجه، نزدیک‌ترین همسایه‌ی آسمانی ما احتمالا میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال دیگر آن‌قدر در آسمان کوچک به‌نظر می‌رسد که نمی‌تواند خورشید را به‌طور کامل بپوشاند.

نوآه پترو، دانشمند سیاره‌شناس در مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا، با اشاره به خورشیدگرفتگی‌های موسوم به «حلقه آتش»، مانند نمونه‌ای که اکتبر گذشته برفراز قاره آمریکا رخ داد، به نیویورک‌تایمز می‌گوید: «[در آن زمان] فقط خورشیدگرفتگی‌های حلقوی خواهیم داشت.»

اما تعیین تاریخ دقیق واپسین خورشیدگرفتگی کامل زمین، چالش محاسباتی بزرگی است که چندین رشته‌ی علمی مختلف را دربرمی‌گیرد.

ماه در پاسخ به کندشدن زمین، روی مدار خود به بیرون حرکت می‌کند. ماتیاس گرین، دانشمند اقیانوس‌شناس در دانشگاه بنگور در ولز، می‌گوید اسکیت‌بازی را تصور کنید که دست‌هایش را دراز کرده و سرعتش را کاهش می‌دهد. این همان اصل فیزیکی، اما رو به عقب است.»

یکی از اولین افرادی که پهن‌شدن مدار ماه را پیش‌بینی کرد، جورج داروین، یکی از پسران چارلز داروین بود. اما فرضیه‌ی او که در سال ۱۸۷۹ منتشر شد، تا وقتی فضانوردان آمریکایی و ماه‌نوردهای رباتیک شوروی، دستگاه‌هایی به نام پس‌بازتابگرها را روی سطح ماه به جا نگذاشتند، تایید نشد. پژوهشگران می‌توانند پالس‌های لیزری را به سمت آینه‌های این ابزارهای کوچک بتابانند و مدت زمانی را که طول می‌کشد تا نور یک سفر رفت‌وبرگشت انجام دهد، اندازه بگیرند. این دستگاه‌ها راهی برای اندازه‌گیری دقیق فاصله‌ی زمین تا ماه به دانشمندان دادند. در اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰، پژوهشگران دریافتند که ماه هر سال تقریبا ۳۸ میلی‌متر از زمین دور می‌شود.

۳۸ میلی‌متر تقریبا معادل سرعت ماهانه‌ی رشد ناخن انسان است. رابرت تایلر، دانشمند سیاره‌شناس در مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا می‌گوید: «ما با تغییراتی بسیار کوچک سروکار داریم.»

اما درطول صدها میلیون سال، ماه با دورشدن هرچه بیشتر در آسمان به‌طرز محسوسی کوچک‌تر می‌شود. در برخی مواقع، ماه آن‌قدر کوچک به‌نظر می‌رسد که نمی‌تواند خورشید را به‌طور کامل مسدود کند و خورشیدگرفتگی به رویدادی تاریخی تبدیل خواهد شد.

برای محاسبه‌ی تاریخ آخرین خورشیدگرفتگی کامل، یادآوری این نکته مهم است که مدار ماه به دور زمین و مدار زمین به دور خورشید، هردو بیضوی هستند؛ بدین معنی که فاصله‌ی بین زمین تا ماه و زمین تا خورشید ثابت نیست. اندازه‌ی ظاهری ماه و خورشید که از روی زمین دیده می‌شود، براین‌اساس متفاوت است. اندازه‌ی ماه در بزرگ‌ترین و کوچک‌ترین حالت تقریبا ۱۴ درصد تفاوت دارد؛ درحالی‌که تفاوت مربوط به خورشید درحدود سه درصد است.

اما پژوهشگران هشدار می‌دهند که در عدد یادشده عدم قطعیت وجود دارد. در وهله‌ی اول، فرض شده است که ماه با سرعت کنونی خود از زمین دور می‌شود. به باور دکتر گرین، تقریبا به‌طور قطع این اتفاق رخ نخواهد داد. او می‌گوید سرعت عقب‌رفت ماه تحت‌تاثیر مجموعه‌ای از پارامترها ازجمله طول یک روز روی زمین، عمق حوضه‌های اقیانوسی و آرایش قاره‌های ما است. درنتیجه ساده‌انگاری است که فرض کنیم ماه همواره با همین سرعت از ما دور می‌شود.

اکثر پژوهشگران توافق دارند که سرعت عقب‌رفت ماه احتمالا کاهش خواهد یافت. برایان آربیک، پژوهشگر اقیانوس‌نگاری فیزیکی در دانشگاه میشیگان می‌گوید: «اگر محبور باشم حدس بزنم، جزرومدهای آینده احتمالا ضعیف‌تر خواهند شد.» جزرومد ضعیف‌تر به عقب‌رفت کندتر ماه منجر می‌شود و به زمین فرصت بیشتری می‌دهد تا تلاقی کامل ماه و خورشید را تجربه کند.

شواهد خوبی وجود دارد که نشان می‌دهد ماه در گذشته نیز کندتر به عقب رفته است. مارگریت لانتیک، زمین‌شناس در دانشگاه ویسکانسین در مدیسون، سنگ‌های رسوبی در استرالیا را که تغییرات اقلیمی ناشی از نوسانات فاصله‌ی زمین و ماه را ثبت می‌کنند، تجزیه‌وتحلیل کرده است او می‌گوید: «من رد آن تغییرات نجومی را شناسایی کردم.»

یافته‌های تیم لانتیک و سایر پژوهشگران در شبیه‌سازی‌هایی استفاده شده است که نشان می‌دهند ماه درطول تاریخ خود سالانه بین ۱۰٫۱۶ میلی‌متر تا ۳۰٫۴۸ میلی‌متر به عقب رفته است. شبیه‌سازی‌ها همچنین حاکی از آن هستند که ماه در برخی دوره‌ها با طول چند ده میلیون سال، با سرعت بیش از صد میلی‌متر در سال از زمین دور شده است.

اگر شبیه‌سازی‌های دکتر تایلر درست باشد، خورشیدگرفتگی کامل تا حدود سه میلیارد سال آینده رویت‌پذیر خواهد بود. بااین‌حال، وی هشدار می‌دهد که عدم قطعیت چشمگیری در این برآورد وجود دارد.

دکتر پترو می‌گوید هرچند هنوز فرصت‌های بسیار زیادی برای تجربه‌ی خورشیدگرفتگی باقی مانده است، نباید شکوه این رویداد را فراموش کنیم. امکان تماشای تلاقی کامل ماه و خورشید، پدیده‌ای مختص ما زمینی‌ها است. او می‌گوید: «هیچ سیاره‌ی دیگری در منظومه شمسی خورشیدگرفتگی کامل ندارد. فقط ما چنین فرصت فوق‌العاده‌ای داریم.»