太空中漆黑一片,同樣空無一物天空,為什麼是藍色的呢?

2020-12-24 星辰大海路上的種花家

只要天氣晴好,沒有霧霾,看到的天空就是瓦藍瓦藍的,過去我們很少看到這樣的天空,但這幾年這樣的天氣正在逐年增加!太空也空無一物,沒有任何遮擋,按理我們應該看到一個亮堂堂的太空,為什麼照片拍回來都黑乎乎一片呢?

我們是怎麼看見東西的?

睜開眼就能看到東西的道理小孩子也明白,但為什麼會看到東西,曾經偉大的古希臘哲學家們都搞不清楚,早期認為眼睛中流出一種光,射到了物體上,所以眼睛就看到了東西!但這種理論無法解釋為什麼漆黑的夜晚無法看到任何物體!

這個道理一直要到發現的折射與反射、搞清楚肉眼的結構後才真正弄明白,我們眼睛並不是看見了東西,而是陽光照射到物體表面,反射的光進入到肉眼,被眼底的視網膜感知轉換成生物電信號,通過視神經送到大腦的圖像處理區域,腦補出一副圖像!

而且還因為左右眼看到的物體稍稍的區別,大腦強大的處理系統還能將兩幅圖畫疊加處理,並將其呈現出立體感,所以人的雙眼是有立體視覺的,這種特性可以輔助我們判斷距離,分清物體的前後等等,實在是太方便了!

為什麼我們看到空無一物的天空卻是藍天?

根據視物原理,我們可以回答太空是什麼顏色了!儘管太空中有數不清的恆星,但它們實在是太遠了,因此太空中也就沒有供反射的物體,從理論上來看,沒有反射光進入肉眼,那麼太空應該是黑色的!

這個推論完全沒有問題,如果相機鏡頭或者頭盔面罩的玻璃沒有眩光的話,太空中除了星星點燈的星星以外,應該就是一片黑色!而太空人從太空拍攝的地球照片就是這樣,幾乎純黑色的背景下,一顆藍色的星球懸浮在太空這種,就像鑲嵌在黑色天鵝絨上面的寶石!想必中學的作文中必須是這樣描寫過的!

為什麼天空又是藍色的呢?

我們再回到瓦藍的天空,假如沒有霧霾和沙塵暴的話,天空中除了白雲以外,就是空無一物,按肉眼視物的原理,沒有反射物,不是應該純黑色的天空麼,為什麼我們能看到都是藍天呢?

其實地球上的天空從來都不是空無一物,其中就有大氣分子和各種氣溶膠,或者你要成為懸浮顆粒也可以,它們會對入射的陽光產生強烈的散射作用,主要有如下幾種:

瑞利散射:粒子尺寸遠小於入射波長的散射,比如大氣分子散射

米氏散射:粒子尺寸與波長大致相等或者大于波長時的散射

還有則是多次散射,就是兩者混在一起並且反覆散射等造成的散射,而在散射的波長中,越短的波長越容易被散射,當大氣層非常通透時,散射的就是短波段的藍紫色,但肉眼對紫色不敏感,所以我們看到的就是藍色的天空!

瑞利散射和米氏散射

而到了清晨或者傍晚時,由於陽光的斜射,穿過大氣層厚度大幅增加,而藍紫色光被反多次散射,難以穿透!只有中長波段的紅色光線才能透過大氣層,因此我們看到的是一個紅色朝陽或者夕陽,當然天邊也變成紅彤彤的,無論是朝陽還是夕陽都非常漂亮,不知道各位有沒有仔細欣賞過!

為什麼火星的夕陽是藍色的呢?

因為火星大氣非常稀薄,某些情況下比如火星形成沙塵暴時,火星大氣層中的米氏散射會佔據主導,因此當長波段的紅光被散射後,透過這些塵埃的空隙透過來的當然只剩下藍紫色光了!所以偶爾會在火星上看到藍色的夕陽,這種不真實感,估計只有好奇號和洞察號才能看到!

不過到明年5-6月份後,中國的「天問一號」的火星車也將登陸火星,不知道它拍攝的火星夕陽又會是個什麼風情呢?

為什麼宇宙中有那麼多星星,地球的黑夜還是黑色的呢?

曾經這有一個非常高大上的名字,叫做奧伯斯佯謬!話說奧伯斯也是一位大神,他居然從夜晚那麼黑從而推算出宇宙有一個年齡並且不是穩恆態的!到底是啥情況呢?

宇宙無限大,星星無限多,按這個說法來推測,地球上應該沒有黑夜才對啊,因為即使宇宙不是透明的,那麼無數的星光在宇宙中穿行,碰撞到這些塵埃,也會讓這些塵埃溫度上升,開始輻射,畢竟有無限多的光子嘛

但宇宙並沒有這樣,而地球夜晚依然一片黑暗,因此奧伯斯認為宇宙並不是穩恆態的,更遙遠的宇宙還有光線沒有到達地球,而非穩恆態的宇宙必定有一個起始點,因此奧伯斯還是大爆炸的最原始證據之一!

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    大白話聊奇怪的冷知識一最近有條新聞媒體報導很是火熱,說印度由於新冠病毒疫情影響,印度本國環境汙染情況大幅改善,恆河水清,城市由霧霾色天空變蔚藍了。無獨有偶,全世界其他各大城市也有類似的新聞報導,英國倫敦,中國北京等等全球各大城市,受新冠疫情的影響,環境汙染情況大為改善,空氣品質的提高,使得天空的顏色在全球各地都呈現蔚藍色,一副大好時光的景象。
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