今年8月12日，一场日全食将扫过格陵兰、冰岛和西班牙。月亮把太阳完全遮住的时间，在最理想的观测点也只有2分18秒。
就为这2分多钟，NASA要出动3架高空研究飞机，美国各地的学生团队要放飞80个气球，冰岛还有人准备重做107年前那个证明爱因斯坦正确的著名实验。
这么兴师动众，是因为日全食给的观测机会，平时用什么办法都换不来。
比如日冕。太阳最外层有一圈稀薄的大气，叫日冕，它一直在那里，平时却很难在地面直接看见：太阳圆面在可见光波段至少比它亮100万倍，那点微光被彻底淹没。月亮严丝合缝地挡住日面时，这圈光晕才最完整地现出真身。
NASA打算趁这个机会，把3架WB-57高空研究飞机开到冰岛上空。这种飞机时速约760千米，追不上月影在地面上飞奔的速度，但它能爬到约15千米的高空，把大气里绝大部分水汽甩在脚下，而红外观测最怕的就是水汽捣乱。机上相机将在可见光、近红外和中红外波段给日冕拍照。
美国西南研究院（Southwest Research Institute）的太阳物理学家阿米尔·卡斯皮（Amir Caspi）参与了这个项目。他说：“想研究和测量日冕，日食就给了你机会，它替你把那个亮得多的东西挡掉了。”
天上不只有飞机。一个叫全美日食气球计划（Nationwide Eclipse Ballooning Project）的项目，将组织美国各地的学生团队，在30小时内向西班牙和冰岛上空放飞80个气球。有些气球装着工程实验，专门试探这类廉价设备的能力上限；另一些气球的任务，是捕捉大气重力波。
这个名字容易让人想起引力波，其实两者八竿子打不着。大气重力波是空气的波动：一团空气被扰动后上下起伏，像石头砸进池塘激起的涟漪，只不过涟漪荡漾在大气里。它能在天上画出一条条波纹状的云，也能带来颠簸，有时也与极端天气有关。
项目负责人、美国蒙大拿州立大学的安杰拉·德雅尔丹（Angela Des Jardins）说：“重力波随时都在发生。昼夜温差、风暴过境带来的气压变化会激起重力波，连山脉这样的地形也会。但从20世纪70年代起就有理论认为，日食那片又冷又暗的影子会激起一种特殊的重力波，能一路爬到平流层那么高。”
平流层是十几千米以上的高空大气，我们熟悉的刮风下雨都发生在它下面的对流层。2024年那场横跨北美的日全食期间，德雅尔丹做过同样的实验，发现了这种能爬进平流层的重力波确实存在的证据。这次她想进一步搞清楚：这些波动最初是在对流层的什么时间、什么位置冒出来的。摸清这套机制，有助于把气候模型建得更准。
在西班牙那边，西班牙天文协会联合会（Spanish Federation of Astronomical Associations）也要放气球，当天一共16个，最高能飘到约30千米的高空。气球上除了常规的大气测量仪器，还挂着盖革计数器、磁强计和一台缪子计数器。
缪子是一种寿命极短的基本粒子，宇宙线，也就是来自太空的高能粒子，撞进大气时会造出一批缪子。数一数缪子有多少，就能反推出有多少宇宙线打了进来。他们想借此检验一个猜想：日全食会不会改变抵达地球的宇宙线数量。当天16个气球将在不同位置升空，测量结果可以互相比对。
联合会秘书亚历克斯·门迪奥拉戈伊蒂亚（Alex Mendiolagoitia）说：“我们不知道会测出什么。我们保持开放的心态，拿到数据才下结论。”
在他看来，比数据更值钱的，可能是向公众科普的机会。日全食是大自然能给人的最激动人心的事件，团队打算在气球上装摄像机，把高空拍到的最好画面分享给所有人。
而在冰岛，冰岛大学的博士生马蒂亚斯·哈克森（Matthias Harksen）惦记的是一段107年前的往事。
1915年，爱因斯坦发表广义相对论，说大质量物体会把周围的时空压弯，光线路过时也得跟着拐弯。照这个理论，遥远恒星的星光擦着太阳边上过来时会被拐一个小弯，我们看到的星星位置就会偏离原位。牛顿的理论其实也预言引力能弯折光线，但两套理论算出的偏折结果相差很大，拍照比对一下就能分出胜负。
麻烦在于，只要太阳挂在天上，星星就全被阳光淹没，没法拍。日全食恰好解决了这个问题。
1919年，英国天文学家阿瑟·爱丁顿（Arthur Eddington）带队远赴非洲西海岸的普林西比岛，另一支队伍去了巴西的索布拉尔。两队人趁着日全食用望远镜拍下太阳附近的星星，再和它们平时的位置比对。星星果然挪了位，挪动的方式和爱因斯坦的预言吻合。这场后来被称为“爱丁顿实验”的观测，让“大质量物体会弯曲时空”从方程变成了看得见的星光偏移。
今年8月12日，哈克森打算把这个实验原样重做一遍，只是设备比1919年先进得多。
他说：“我不指望这些测量能让我们对广义相对论有什么新认识。做这件事就是想告诉大家：你完全可以亲手重做一遍人类历史上大概最著名的实验。”
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图为2024年4月8日在美国俄亥俄州马丁拍摄的日全食，月亮正从太阳前方经过。图源：Gregory Shamus/Getty Images
信源：Kovac, Adam. "August's solar eclipse inspires science involving jets, balloons and Einstein’s general theory of relativity." Scientific American, edited by Claire Cameron, 15 July 2026
