本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
我的家人正在为在纽约市度过一个盛大的科学周末做准备。首先是年度世界科学节，今年它将免费活动带到布鲁克林大桥公园以及许多其他地点，例如昆虫狩猎、天气预报和海洋生态研究。（查看完整的活动安排此处。）然后，周二将迎来金星凌日。我请哥伦比亚大学天文系外展主任 Summer Ash (@summer_ash) (外展主任) 提供一些背景知识和观测技巧。
特邀嘉宾博文作者：Summer Ash
在6月5日星期二，金星将八年来第二次，也是未来105年内的最后一次，从地球和太阳之间穿过。金星凌日，正如它被称呼的那样，是我们太阳系中非常罕见的事件，这归因于地球和金星绕太阳运行轨道的相对排列。金星的轨道相对于地球的轨道倾斜角度略低于 3.5°。这看起来可能很小，但在天文尺度上，这意味着金星大约每 120 年才会两次直接沿我们的视线在地球和太阳之间穿过。这种情况发生在 2004 年，但不幸的是，美国大部分地区都无法看到，而下一次凌日将发生在 2117 年。
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此事件的重要性现在主要是历史性的，但曾经对于理解我们太阳系的尺度至关重要。虽然开普勒的行星运动定律和艾萨克·牛顿的万有引力定律允许计算行星与太阳的相对距离，但绝对距离一无所知。1716 年，埃德蒙·哈雷首次提出，测量金星凌日将可以估计太阳-地球距离。然而，直到 1761 年和 1769 年的凌日，天文学家才能够获得有用的测量数据，从而首次计算出地球和太阳之间的真实距离。
（以上图表最初出现在《纽约时报》）。
这是通过视差原理完成的。如上图所示，需要地球上不同地点的两位观测者独立观测凌日。每个人都会记录金星首次进入太阳盘面的时间和离开的时间。使用地球上观测者之间已知的间隔距离，然后可以计算到太阳的距离。
一旦计算出地日距离，就可以推导出当时已知的所有其他行星的距离。随着连续凌日的发生，进行了更精确的测量，地日距离得到了改进。正是 1882 年的最后一次凌日产生了我们目前估计的约 9300 万英里，并定义了我们太阳系的标准距离：天文单位 (AU)，即 1 AU = 9300 万英里。
您可以想象，现在协调全球各地的观测者比 1700 年代和 1800 年代容易得多。一位可怜的法国天文学家被派往印度东南海岸观测 1761 年的凌日，但由于法国和英国之间的七年战争，他的目的地被认为途中太危险。他拼命试图到达一个安全的着陆点，但在凌日发生时仍在海上，无法在摇晃的船甲板上采集任何有用的数据。他认为下一次凌日只有八年之遥，因此决定在印度洋等待，消磨时间绘制马达加斯加部分地区的地图。当 1769 年到来时，他扬帆前往菲律宾，但再次因国际冲突而脱轨，这次是与西班牙的冲突。撤退到他在印度的最初目标，他及时到达那里观看凌日，但最终在最后一刻被阴天所阻挠。如果这还不够，当他终于鼓起勇气返回家园时，他动荡的回家之旅最终导致了不愉快的发现，他已被宣告法律上死亡，他的妻子再婚了，他的家人瓜分了他的遗产。
自 1609 年望远镜发明以来，人类已经观测到六次金星凌日。以下是一些技巧，教您如何在不必远航异国他乡的情况下参与第七次凌日
首先，检查以确保您位于可以看到凌日的地方。
决定哪种观测凌日的方法最适合您。
如果您位于观测区域之外，或者如果大自然母亲决定不合作，请不要害怕，美国宇航局 (NASA) 将从夏威夷的莫纳克亚火山网络直播凌日。
我选择的方法（在没有带太阳滤镜的望远镜的情况下）是针孔投影仪，因为它只需要一些纸板、一些铝箔和直接对准太阳的视线。它还允许多人同时观看凌日。唯一的权衡是，您使太阳的投影图像越大（即，两块纸板之间的距离越大），图像就越暗。您可以通过使用一个非常长的盒子将针孔投影仪封闭在三侧来绕过这个问题，这将保留一些亮度。
无论您对凌日有何计划，请记住，在没有适当保护的情况下，您永远不应直视太阳。通过云层、太阳镜、未经过滤的望远镜、双筒望远镜或相机观看太阳会导致瞬间和永久性损伤。
话虽如此，祝您凌日观测愉快！
Summer Ash 是哥伦比亚大学天文系的外展主任，也是核心课程中科学前沿课程的讲师。她的博士研究是关于射电星系和活动星系核的演化。她重视科学方法的威力、科学史以及怀疑探究的必要性。作为一个自称的太空迷，Summer 长大后总是拉着朋友和家人在白天或晚上的任何时间抬头看天空。在她之前的职业生涯中，她是一名火箭科学家，但现在她很乐意通过向任何愿意倾听的人传播她对太空的热爱来获得报酬。她试图在 Newtonianism for the Ladies 上写博客，推特账号是 @Summer_Ash，并且是《瑞秋·玛多秀》的常驻天体物理学家。