為什麼在地球上能夠看到星星,你知道多少?
月球上完全能看到星星,而且比地球要清楚、穩定的多。我猜想你有這樣的感覺,是來源於一些在月球上拍攝的照片,比如下面這張:
是我國嫦娥計劃中的「玉兔」月球車。背景畫面中似乎完全沒有星星。但這只是攝像機「寬容度」不夠造成的。做一個不那麼嚴謹的實驗——將上圖放到Photoshop中,把曝光度拉到足夠大,是可以在上圖的左上角看到一些類似星星的亮點的:
注意看上圖,左上角黑暗處,是出現了少量的亮點的。不過這裡不夠嚴謹的地方,就是無法排除噪聲的影響。
雖然如此,但我們還是可以從理論的角度論證,月球上可以看到的星星遠比地球上要多。圖一是拍攝在月球受光面的,由於沒有大氣層,地面的亮度會遠高於地球地面晴天的亮度。這個時候,要能拍清楚月球地面與月球車,就很難拍清更加黑暗的天空。空中的星星亮度很低,拍攝之後,還以jpeg的格式在網上傳播。jpg的圖片,大多數都是16位精度的,這也就限制了最低亮度,低於這個亮度的信息,就會直接被當成黑色來處理,這也是圖二中大量鋸齒的來源。
月球上沒有大氣層,這就不會有散射、吸收,空中天體的對比度會遠高於地球。散射會使得原本是黑色的地方變亮;吸收會使得天體的亮度變低,這就使得在地球大氣層下觀測天空,對比度會比較低,不如在太空、月球上的觀測儀器。只不過現在由於技術、財力等因素,無法將望遠鏡搬到月球上而已。
為什麼在地球上能看到群星璀璨,在月球上拍的照片卻沒有星辰?
月球上當然能看到星星,有楊利偉自傳《天地九重》描述作證;「……在太空中觀看星空,是更透徹、更明亮的。沒有物質的遮攔,沒有大氣產生的折射,星星眨眼睛的現象看不到,所有的星星就那麼遠遠地耀眼地亮著,像色調不一的晶瑩寶石,懸在黑色天鵝絨的背景上」。
在月球上拍照片,目標是清晰的月球表面或明亮的藍色地球,無需大光圈或較長曝光時間;這樣,就拍不出漆黑背景裡的星星。要拍出星星,月球物體或地球的圖像就會因曝光過度,白花花一片。
其實月球上無論白天還是黑夜,都可以用肉眼直接看到星星,並且月球上的星星不會閃爍,原因就是月球上沒有大氣層。那麼為什麼很多照片上看不到星星呢?
個人認為可能有兩個原因:
1、照片可能是經過處理了;
2、由於拍照的目的是(相對於星星顯得過於明亮的)地球,所以曝光時間太短造成了星星沒成像。
當然,這個問題隱含了一個前提條件,就是所謂在地球上看到星星,那前提條件是在地球天氣晴好的晚上無光汙染的地方才能看到星星;而在月球上拍的照片,前提條件是,在目前人類已經拍到的月球照片,其拍照的地方是月球的向陽面,即在月球長期面向太陽的一面拍照片,相當於地球上的大白天拍照片,星星的亮度那有太陽光亮,當然拍不到星星。只有到月亮的背陽面,那裡是月面的夜晚才有可能拍到星星,只可惜目前人類還沒有太空飛行器抵達月背面,對他還是人類的末知數,有待中國航天計劃去探索。
還有很簡單焦距問題,太陽系外殼是個透鏡地球是個起點超出地球範圍都看不到星辰,不但月球看不到,所有飛出地球衛星、探測器無論是在火星軌道、金星軌道、土星軌道都拍不到星辰,:例如旅行者號傳回的照片……自行百度一些衛星、探測器傳回地球的圖片都沒有星辰。自行百度尼古拉斯特斯拉相關文章
還有相機拍攝的時候曝光的問題,人真的在月球上直接用肉眼看的話是可以看到的。
這個其實和夜晚大都市裡看不到星空是一個道理,只是它比大都市還要簡單點,畢竟大都市還有一個大氣散射的因素在,你若是想做個實驗,也是很容易的,你找一個黑暗的房間,掛上一些過節用的那種彩燈,把它打開,再準備一個手電筒,並你對著你打開,然後就用你的手機拍手電筒和彩燈,你會發現拍下來的照片裡根本看不到彩燈或者彩燈發的光很暗淡,同理月球上看不到星星也是這個原因,其實不只是月球,你看那些國內和國外公布的太空人在空間站出艙的視頻,除了一個碩大的藍色地球,你也看不到星星,都是一樣的道理。
宇宙的背景是黑的,太空中並不能像地球一樣看見星星發出的光。因此,我們夜晚看見的星光很神秘喲!這些星光就像放電影一樣,將過去的宇宙呈現在人們面前,靜靜的看著星光是很美、很浪漫的事。
有人提出一個理論,天文學家嘔心瀝血研究的星星其實並不存在,因為光不可能照射那麼遠的距離。還有就是,最近發現有的星星的光茫周期性變化,不符合天體物理規律,設想用戴森球理論解釋等等。研究天文很有意思,越深入其中,越懷疑現實。
照片說明不了什麼,我們在地球上拍的照片沒有星辰也是很正常的。宇宙中發光的星體確實存在,大部分不發光的也有反射光。我們看到群星璀璨是因為背景光線很暗,如果背景光很強,我們也看不到群星。
這是由於眼睛和視網膜結構決定的。照相機的結構同樣也是如此。當背景光線很強,相對較弱的星光就不會被採集,照片上也就無法顯示。
拍地球的時候由於地球太亮,曝光照顧地球亮度所以其它星星看不見了。拍個大範圍HDR試試?月亮沒空氣,太陽就是個大的亮球,其它星星是小的亮點,拍照時別對著太陽和地球,對著任何地方拍都能看到星星。眼睛看也一樣。
為什麼在地球上永遠只能看到月球的正面?
無數個舉頭望明月的夜晚裡,許多細心的小夥伴一定有過這樣的疑惑——為什麼不管什麼時候,我看到的月亮上的「景色」都是一樣的?
撰文 徐璐媛(東京大學博士生)
審校 苟利軍(中國科學院國家天文臺研究員)
編輯 韓琨
圖1. 左圖為月球正面暗色陰影區的輪廓,右圖為唐代銅鏡中對月宮中嫦娥桂樹、玉兔蟾蜍的想像。(CopyrightPolicy:CC 3.0)
其實,這個問題古人早就發現了,所以古人筆下的月亮才永遠都是李白《古朗月行》裡的樣子:
仙人垂兩足, 桂樹何團團。
白兔搗藥成,問言與誰餐?
蟾蜍蝕圓影, 大明夜已殘。
那是因為:月球很久以前就已經是一顆同步自轉衛星了。
所以,我們在地球上永遠只能看到月球的正面。不管是月上柳梢頭,還是待月西廂下,我們和古人看到的月亮上的景色幾乎可以說是一模一樣(不考慮月相變化的情況下),這麼一想倒也挺浪漫的。當然,由於月球本身的天平動(由於軌道自轉軸、離心率等因素的微小變化引起的月球周期性擺動),實際能看到的總區域會比一半要多一點(約59%)。
在月球上看地球,為啥會比太陽還大?
我們在地球上觀看月球時,月球在我們這眼中,就像是個圓盤高掛在空中。這是因為月球的體積只有地球的3/11,而且月球距離地球太遠導致的。
如果換個角度,在月球上觀看地球,同樣的距離,又會有什麼不同呢?
月球的表面並沒有空氣存在,所以如果在月球上觀看宇宙的話,那基本就是一片漆黑了。而作為恆星的太陽,雖然照射到月球的光不多,但是由於月球所處的環境,使得在月球上觀看的太陽是格外的刺眼,無法直視。
地球表面擁有大氣層,能夠吸收也能夠反射太陽光,這樣即使月球上不存在空氣,也能夠在月球上看到地球。
月球跟地球的距離比月球跟太陽的距離還要近很多,雖然太陽能夠自行發光,但是在月球上看到的太陽只是一個刺眼的小球體,而距離月球近的地球就完全不一樣了。
地球雖然無法自行發光,但是地球能夠反射太陽光。在月球上看地球,地球就像是一個藍色的巨大球體,漂浮在月球的上空。在月球上能夠清晰的看清楚地球的紋路:黑的白的黃的綠的等等。如果觀察細心的,可能還能看到地球在自轉,不過你得讓你眩暈的大腦保持清醒。
月球距離地球到底有多遠?在月球上看地球是什麼樣子?
人們對月亮的好奇似乎從未停歇過,月亮的皎潔無暇也是我們所嚮往與讚美的,關於月亮有太多的傳說,無不代表人們的一種精神寄託。前陣子我們曾了解過,中科院雲南天文臺的研究人員通過雷射測距的方式,精確地測量地球距月球的距離,月亮到底距離地上的我們有多遠呢?如果能夠在月球上回看地球,地球又是一個什麼樣子?
皎潔的月亮
其實在登月計劃還沒開始之前,美蘇就已經開始採用雷射進行測月,但當時測量精度十分有限。後來阿波羅11號登月,人類的第一個月球雷射反射器誕生,通過阿波羅11號的回波信號,人類的雷射測距精準程度大大提升。
阿波羅11號成功登月
雷射測月是最精確的地月距離測量手段,通過測量地球向月球發射雷射脈衝與反射器返回脈衝信號的時間差,結合光速,計算出地月之間的距離。通過雷射測月,我們測量到了地月的平均距離是 384,403.9千米,由於月球環繞地球運行是一個以一個軸心為主的橢圓形的軌道,存在一個近地點距離為36.3萬 千米,遠地點距離為40.6萬千米。