本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
本周一，11月11日th，从上午7:35（美国东部标准时间）到下午1:04，水星将从地球观察者的角度穿过太阳盘面。这是一种以非常可预测的方式发生的对齐——尽管在一个稍微复杂的时间间隔序列内——并且只发生在五月或十一月。例如，下一次像2019年11月这样的凌日将在整整13年后发生。
另一个天体对齐也在酝酿之中。那就是2020年12月木星和土星的合相。届时，它们在天空中会显得前所未有地靠近——这是一个每二十年一次的事件。早在2019年，这两个巨大的世界就开始在我们的天空中靠拢，因为它们的轨道（木星周期为11.8年，土星周期为29.5年）将它们从我们的角度排列在一起。
即使我们大多数人（我希望）已经超越了神秘主义和对自然的占卜，我们仍然对这些事件感到兴奋。部分原因是这些现象看起来很有趣——具有审美吸引力——但也可能是因为我们心理的某些部分得到了一点安慰。即使完全掌握了科学事实，偶尔感受一点宇宙特权也是很美好的。
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但真正有趣的是，这些看似像钟表一样精确的事件如何激发人们更深入地研究我们太阳系结构的细节，而这些细节远比我们想象的要复杂得多。这种深入研究引出了关于地球生命在数万年甚至数百万年中经历的环境性质的非常真实、非常深刻的影响的线索。
所有行星都有质量，所有质量都会产生引力。在牛顿物理学中，这种力有点神秘，在爱因斯坦物理学中，它是质量扭曲其周围空间和时间结构的结果。因此，我们太阳系中的每个物体都在拉扯着其他每个物体。但有些物体的影响比其他物体更大。我们的太阳显然是最大的引力巨兽，质量约为地球的33万倍。但木星紧随其后，质量是地球的317倍——约占所有主要行星总质量的70%。
正因如此，木星（其次是土星）对包括地球在内的其他世界的长期轨道行为具有迄今为止最大的影响。为了了解这种情况如何发生，我们需要想象木星和地球彼此相对的位置：在木星绕太阳运行一周的时间里，地球将绕太阳运行近12圈。这意味着我们每年都会感受到对木星的最大拉力，并且这种拉力的方向每年只会发生少量变化（大约30度）。因此，木星就像对我们轨道施加的持续疼痛，不断地拖拽着它。
因此（加上土星和所有其他世界的拉力），地球轨道的形状或椭圆率，以及它在空间中的方向，逐渐振荡和偏移。这些椭圆率变化最终成为不同周期的变化的组合——有点像同时演奏三个音符——其中最明显的“脉冲”周期约为10万年。
还有其他重力引起的效应。地球轨道平面的倾斜度也在大约10万年的时间跨度内上下振荡很小的幅度。这与太阳和月球的潮汐力一起，导致地球的自转轴在41000年的时间里来回摆动几度，并且也在改变其方向，即岁差。例如，在大约13000年后，这种变化将导致我们的北极在我们离太阳最近的距离（在我们椭圆轨道的近日点）处朝向太阳倾斜。这与今天发生的情况相反，今天当地球更靠近太阳时，我们实际上经历了北半球的冬季。
所有这些效应都是众所周知的，通常被捆绑在一起称为米兰科维奇循环——塞尔维亚地球物理学家和天文学家米卢廷·米兰科维奇在1920年代首次认识到的影响气候的变动。它们影响气候，因为地球构造的这些缓慢变化改变了太阳辐射照射地球的基本原理。因此，它们与我们在地球过去至少几百万年的冰层和岩石中看到的全球和区域温度变化相关。这包括冰河时代和干湿循环等气候变化，这些变化与解剖学意义上的现代人类的存在以及他们在全球的扩散相重叠。
因此，当您看到水星凌日或木星和土星在我们天空中的合相之类的事件时，您实际上是在见证一场宏伟的引力舞蹈中的微小时刻。即使是用指尖在虚空中轻轻触碰进行的舞蹈，也足以真真切切地改变地球生命的历史。