금성 일면통과는 금성의 시각적 원반이 태양 표면에 작은 검은색 점으로 투영되는 천문 현상으로, 금성이 태양과 지구 사이에 위치하며 세 점이 일직선을 이룰 때 발생합니다. 금성 일면통과는 매우 드물고 아름다운 현상으로, 관찰할 가치가 있는 천문 현상입니다. 금성 일면통과는 8년마다 한 번씩 발생하며, 6월 8일 전후나 12월 10일 전후로 일어납니다. 8년 단위로 되는 금성 일면통과는 이후 105.5년 혹은 121.5년 간격으로 발생합니다.
금성 일면통과의 패턴은 지구와 금성이 태양을 도는 운동 때문에 발생합니다. 금성과 지구의 공전 기간은 각각 224.6960일과 365.2564일이며, 금성은 지구보다 더 빠르게 도전합니다. 금성이 지구와 태양 사이에 위치할 때를 하향 합동이라고 합니다. 만약 금성과 지구의 궤도가 같은 평면에 있다면, 모든 하향 합동 때마다 일면통과가 발생하지만, 실제로 금성과 지구의 두 궤도면은 약 3.39°의 각도를 가지고 있으며, 지구에서 보는 금성의 하향 합동 때 최대 각 거리는 8.86°를 달할 수 있습니다. 금성 일면통과가 발생하려면 두 轨道면의 교차선 근처에서 일어나야 하며, 금성은 태양과 일직선을 이루어야 합니다.
두 轨道면의 교차선과 두 轨道면에는 각각 상승점과 하강점이 있습니다. 지구가 이 두 점을 지나가는 날짜는 대부분 고정되어 있고, 각각 12월 10일 전후와 6月 8일 전후입니다. 금성의 두 하향 합동 사이의 간격을 회합 주기라고 합니다. 만약 T와 E가 각각 금성과 지구의 공전 기간이고, S가 회합 주기를 나타내면, 하향 합동 후 1일 동안 금성은 1/T번, 지구는 1/E번 회전하며, 금성은 지구보다 1/T - 1/E번 앞서갑니다.
금성의 회합 주기 S는 583.920일입니다. 지구의 교차점 주기는 E이며, 365.2564일입니다. 두 주기는 다르고 서로 나눌 수가 없기 때문에, 지구가 하향 합동 위치에 도달하며 동시에 교차점을 지나가서, 금성 검은점이 태양 중심을 정확히 지나가는 것은 거의 불가능합니다. 다행히 태양은 큰 원면을 가지고 있고, 각 각도는 약 0.5°입니다. 금성 하향 합동 때, 금성과 태양 중심 사이의 각 거리가 15′ 미만인 경우에는 금성 일면통과를 볼 수 있습니다. 이는 여전히 매우 까다로운 조건입니다. 세 가지 시기가 이 까다로운 조건을 만족시킵니다. 8년, 105.5년, 121.5년입니다: 8E-5S=8×365.2564-5×583.920=+2.45일 105.5E-66S=105.5×365.2564-66×583.920=-4.17일 121.5E-76S=121.5×365.2564-76×583.920=+0.73일 이 세 가지 시기가 지나간 후, 지구는 금성 하향 합동 위치와 금성 일면통과가 일어나는 날짜가 거의 정확히 일치하며, 금성 일면통과가 일어나는 조건을 만족시킵니다. 이 세 가지 시기의 순환 조합은 금성 일면통과의 신비로운 특이한 패턴을 설명합니다.
천체의 운동은 순수하게 객관적인 자연법칙이며, 비자연적인 신비한 힘은 없습니다. 그러나 다양한 자연법칙이 서로 영향을 주며, 많은 복잡한 상황이 발생합니다. 금성과 지구의 운동은 주로 태양의 중력에 의해 영향을 받을 뿐만 아니라, 달과 다른 행성의 영향도 받습니다.
그러므로 두 轨道点的位置和各种时间周期都不是绝对固定的。金星凌日在更长的时间段内也会出现不完全符合的情况。例如，1396 年和 3089 年就不是每 8 年两次发生的。그것은 그룹 내의 현상이며, 오직 한 번만 발생합니다.