日全食是一种很好看可是很不容易看到的自然现象。在同一个地方，平均360年才看得到一次日全食。日偏食就常可以看见。不过偏食没有什么好看，在科学上也不重要。月亮的偏食和全食也常可以看到，也都没有日全食那么好看，那么重要。还有一种日食叫做“环食”，就是月影的角直径比太阳小，不够把太阳全部都遮盖起来，所以旁边还留着一环的光。我国古书里（如《书经》和《诗经》）常有日食的记载。民国三十（1942）年九月廿一日全食带经过我国，从西北到东南，我国科学界组织了两队观测队，一队到甘肃临洮，一队到福建崇安去观测日全食。
公元前585年5月28日，在美索不达米亚附近有两族（Lydians & Medes）正在打仗，刚好碰到日全食。希腊历史家赫罗多塔斯（Herodotus）这样写着：“日食使这些英雄们吓得把打仗的事都忘记了。”大家以为是天公不许他们打仗，因此两族就议和，并且彼此联婚，成为好友。有一次，亚历山大带兵和波斯人打仗，也碰到日全食。波斯军队的纪律差一点，一看见日食就大乱起来，亚历山大到底是一位英雄，便命令停止攻击，不去追波斯兵了。
为什么日全食在科学上很重要？因为有些科学问题得靠日全食的观测来解决。爱因斯坦的相对论说光线经过太阳旁边的时候，会受太阳的引力所影响而屈折。没有日全食的时候，太阳近旁的恒星当然都看不见。
日全食的全过程20年来的观测，都证明爱氏的相对论不错。还有上面提过，要研究色球（闪光光谱）和日冕的物理性质，日全食的时候最方便。有人在日食的时候寻找比水星更近太阳的行星，结果都没有找到。计算出来的月亮运动得靠日食时间的测定来校正它。
太阳中微子的发现
众所周知，中微子是很不一般的基本粒子，起先人们对它毫无所知。20世纪30年代，物理学家在研究原子核ρ衰变时，发现有一部分能量“失踪”了。1931年，泡里勇敢地提出可能有一种神秘的粒子把一部分能量带走了，它就是后来被称为的中微子。它不带电，没有静止质量，以光速运动，这一点像光子，但自旋为1／2，这一点又像电子。1956年，美国两位物理学家柯恩（C．L．Cowan）和莱因斯从实验中证实了中微子的存在。已经77岁的莱因斯与另一位发现r轻子的珀尔分享1995年诺贝尔物理学奖。
然而时至今日，人们对于中微子仍有若干问题没有弄清楚，这些问题将涉及到某些重要方面。人们研究太阳时所暴露出来的关于中微子问题尤为明显。
太阳不断地向广袤的宇宙空间释放巨大的能量，地球得到的太阳能仅为其中的22亿分之一。据实验测量，在这一部分能量中，约31％被云层、地面和大气反射掉；约33％转化为长波热辐射，又辐射到太空去；约30％用于蒸发海水和陆地表面的水分，形成水的循环；约5％被植物吸收。煤和石油就是古代贮存下来的太阳能。由此可见，太阳只要赐给地球这么一点能量，就使地球成为生气盎然的世界了。
太阳的能量是如何产生的呢？为了揭开这个奥秘，天文学家和物理学家们相继提出了化学能或引力能的转化假说等，但都不能解释太阳为什么能够长年累月稳定地提供如此巨大的能量。现在这个问题已初步解决，并取得共识。太阳能就是氢核（ρ）聚变为氦核（4He）的时候，释放出的聚变能。氢核的质量是1．007825原子质量单位，氦核的质量是4．002603原子质量单位。4个氢核聚变为1个氦核后，质量亏损了0．0287原子质量单位。根据著名的爱因斯算出1克氢聚变后能产生6．5×10n焦（或1577亿卡）的能量。假设太阳中有1／10质量的氢发生聚变，根据目前太阳的总光度，可知每秒约有400多万吨的太阳物质转化为能量。这样就可估算太阳能稳定放出光和热的时间大约为100亿年。太阳现在的年龄约46亿年，这说明可供燃烧的氢大约已消耗了一半。
按通常的理解，氢气的温度必须达到1000开，氢核热运动的平均动能才能克服它们之间的库仑势垒，使它们接近到核力的作用范围，氢核才能发生聚变。另一方面，设想太阳是一个在自引力作用下的均匀理想气体球，从已知的太阳质量和半径容易估计出太阳中心温度约为1500万开，比能够越过库仑势垒的温度小3个数量级。这样岂不是在太阳内部不可能实现核聚变反应吗？伽莫夫应用量子力学中的隧道效应摆脱了这个困境。原来太阳物质是处于非简并态的气体，作热运动的粒子什么速度都有，只是应遵守麦克斯韦速度分布律，即粒子数随速度增加作指数式的减少。若按经典力学，速度小的核不能穿透势垒。但按量子力学的观点，还是有一定的几率可穿透过去，这叫做隧道效应，其穿透几率随着粒子速度减小作指数式的减小。将这两种因素结合起来可知，速度很大的核虽然容易穿透势垒，但由于数目太少，对核反应率贡献非常小。速度太小的核，由于穿透势垒的几率太小，对核反应率也没有什么贡献。只有适中的速度，并在该速度附近的小范围内的核对核反应率才作出贡献，并且该适中的速度贡献最大，显示出一尖锐的峰，被称为伽莫夫峰。以上就是伽莫夫所奠定的热核反应的理论基础。后来，美国物理学家贝特建立了一个具体的、令人信服的太阳模型，现在人们称它为太阳标准模型。贝特的理论经过29年的考验后，于1967年荣获诺贝尔物理学奖金。
现在人们深信，在太阳内部进行着两种类型的聚变反应：一是质子—质子（PP）反应，直接通过质子之间的相互碰撞实现聚变；二是碳、氮、氧（CNO）循环，12C起着催化剂作用。美国天体物理学家巴柯尔等20多位科学家花了20多年的时间研究了两种类型核反应的全过程：
由此可见，在太阳产能过程中，诡秘的中微子是一种副产品。中微子不会被太阳物质吸收，因而它的能量不会转变成太阳的热能。这份能量大约占释放能量的2％，即每聚变一个氦核，要带走0．59MeV能量。在计算太阳能时，应把它扣除掉，于是只有26．14MeV的能量使太阳发光。在反应产物中，还有正电子，它的寿命极短，瞬间就与电子湮灭了，释放出能量至少与两个电子的静止质量相当的两个光子。
研究表明温度只要达到400万开，便可发生PP反应，温度达到1200万开才发生CNO循环。
不过，发生聚变反应不等于核“燃烧”起来，因为温度高不到一定的程度，可能会熄火。
只有当氢燃烧释放的能量刚好与以各种方式散逸的能量相平衡时，核聚变才能持续下去。
满足这个条件的温度被称为点火温度。PP反应的点火温度为1000~3000万开。太阳中心温度有1560万开，太阳表面温度只有约6000开，温度是由中心往外逐渐降低的。因此，只有在中心附近的一个不大的区域里才能进行热核反应。在这样的条件下，太阳能的98％是由PP反应提供的，CNO循环只占2％。
人们怎样检验太阳标准模型呢？这只能靠观测分析从太阳发出的光子和中微子。但是太阳的热核反应“炉”是深深地埋在太阳的核心区域，其周围被大量不透明的物质包围着。一个光子诞生后，要经过几千年才发射出来，所以它不能反映太阳内部的情况。然而中微子则大不相同，因为它和物质的相互作用极其微弱，所有的物质对它来说几乎都是透明的，以至于它可以穿透一光年厚的岩石而没有明显的衰减。因而中微子诞生后可以毫不费力地穿透太阳而跑到太空中来，如入无人之境，而且只需8分多就能到达地球。如果人们观测中微子也像观测光子那样方便的话，那么太阳内部的情况就一览无遗了。
然而正是由于中微子和物质作用极其微弱，所以捕捉探测中微子是极为困难的事。1946年，意大利物理学家庞特科尔沃提出了一种测量中微子的方法。其依据的原理是：氯37通过弱作用吸收一个高能中微子变成氩37，同时发射一个电子，该反应阈能为0．81MeV。37Ar在35天半衰期中捕获K电子又成为Cl，并放出2．8KeV的X射线，因此很容易被发现。在太阳中微子场中的”Cl大约经过几倍半衰期时间，37Cl和37Ar达到平衡。1956年，美国物理学家戴维斯（R．Davis）根据阿尔瓦雷兹的方案率先进行了尝试，直到1968年才取得不容忽视的进展。那一年，他把610吨纯四氯乙烯（C2Cl4）注入一个直径6米、长15米的大筒内，并把它安置在南达科他州霍姆斯塔克的一个1．5千米深的金矿矿洞中。上面厚厚的岩层可将宇宙线中的所有其他粒子都屏蔽掉，只有太阳中微子射进来。从1970~1988年，他们每周只探测到3～4个中微子，折合2．18±0．25SNU，只理论值7．9±2．6SNU的1／4~1／3，而其余的中微子却杳如黄鹤不知去向。如果人们接受令人信服的太阳标准模型的话，那么，太阳中微子的失踪案已困扰着人类达1／4世纪之久。它和另外两个问题：太阳磁场的产生机制和演化、日震的形成和演化，构成了太阳物理中的三大悬案。而后两者已初露端倪，惟有太阳中微子的失踪是最难解之谜。
太阳上正在发生的变化
奇妙的太阳，给我们提供了生存的条件。我们天天看着它，却对它不甚了解。近来，科学家们发现，太阳上正在发生一些奇特的变化。
太阳质量将减少。一些国家的科学家认为，太阳每秒钟消耗掉的自身质量为420万吨，按此速度，在600万年后，它的质量就将减少1／4。
太阳直径在变化。1981年，在一次天文学学术报告会上，美国科学家埃奇指出：在最近100年内，太阳的直径缩小了1000千米。埃奇的说法是他和他的前人经过150年连续观察得出来的。他的说法引起了人们的注意。1988年，法国科学家首次测得太阳直径的变化。他们的研究表明，存在着长达一年或半年的太阳直径伸缩期，其范围从几十千米到几百千米不等。太阳直径的变化可能对地球大气，特别是地球上气候的变化产生影响。
太阻在变小，自转在加快。天文学家通过定期观测的结果，发现1663年所记载的太阳转动比现在的太阳转得慢。他们还计算出从1666年到1683年期间，太阳直径增加了将近2000千米，然后有规律地缩小，渐渐地接近目前的状况。
太阳温度在变冷。经观测发现，自1978年以来，太阳辐射强度每年下降约0．016％。科学家们设想，假如太阳继续变冷，地球上可能再次出现一个“小冰川期”。
太阳亮度在减弱。美国和瑞士的天文学家发现，从1978年起，太阳的亮度已开始减弱。
科学家们认为，这是由于太阳黑子数量的变化引起的。这种现象如果持续若干年，将会明显地影响地球上的气候。
偌大大千世界，变化是必然的，人们不必为太阳的这些变化感到惊恐。
月球的发现
众所周知，月球是地球惟一的天然卫星。月球的直径为3476千米，大约等于地球直径的3／11。月球的表面积大约等于地球的1／14，比亚洲的面积稍小些。月球的质量为7．35×1022千克，相当于地球质量的1／81。月球离地球虽然很近，但平均距离也有38．4万多千米。从这几个枯燥的数字来看，可知月球同其他卫星相比是有点特别。一般说来，卫星与其中心行星相比要小得多，两者间的质量比小于10-4，而且离中心行星较近。
人们鉴于月球是一颗颇有特色的天然卫星，因而认为它可能是一个有着特殊起源，具有极大科学研究价值的天体。有的人根据康德（Kant，1724~1804）、拉普拉斯（1749~1827）太阳系起源的星云假说提出的同源说认为：同行星是原始太阳星云收缩演化形成的那样，卫星则是行星在收缩时形成的，是行星形成过程在小规模上的重复。首先，这种看法是片面的，卫星系形成与行星系形成有某些相似之处，但决不是行星形成的重演。木星、土星周围存在不规则卫星就是一个佐证。其次，既然月球和地球有相同的起源，那为什么地球的平均密度是5．52克／厘米3，而月球仅为3．34克／厘米3？同源说在解释为什么月球有一个与地核相比却存在如此之小的金属核时也总是遇到麻烦。为了克服这些困难，同源说又认为月球形成时间比地球稍晚，地球形成时已把含铁等金属元素较多的尘粒聚集成原始地球，月球则是由残余在原始地球周围的含金属较少的尘粒聚集成的。但这种解释似乎证据不足。
有的人考虑到月球的平均密度与地球表层地幔的平均密度相当，以及存在太平洋巨大凹陷的事实，提出月球是在地球处在熔融状态时分裂出去的，这就是“分裂说”。它最先是由查理·达尔文（Charles Robert Darwin，1809~1882）的二儿子乔治·达尔文（George Howard Darwin，1845~1912）提出的。他们估计早期地球自转很快，约每4时转一圈。与此同时，太阳对地球的潮汐作用与当时地球摆动的周期相等，造成共振。于是地球赤道部分隆起如此之高，以致最终有一小块被抛出演化成月球。若果真如此，月球应当在地球的赤道面上绕地球公转。可是月球的公转平面（白道面）与地球赤道面之间却有28°35′的夹角。而且根据计算表明，地月系统的全部角动量也不足以使地球分裂。地球必须每2．5时自转一周，才能通过离心力作用抛出形成月球的物质。
即使把能补充角动量的事件——直径大到几百千米的星子的撞击——包括在内，也无济于事。可见分裂说难成立，所以又有人提出“俘获说”。这个假说认为很久以前，在地球轨道附近的小行星或在火星区域的一个天体，偶然被地球俘获成为今天的月球。
