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天空为什么是蓝色的? 夜空又为什么是黑色的?

2017-07-04 16:12 责编:小编 来源:UFO发现网 浏览 参与 评论
导读 太阳又下山了。玫瑰色的云在头顶上浮动,朱红与金黄又一次出现在地平线上。家里都点上了灯,餐桌上蜡烛隐隐作亮,在晚霞的映衬下,街边的路灯就像是项链上的珍珠闪闪发光。黄昏越来越暗,星星出现了,它们一如既往地出现在这墨黑的穹顶之上。但是为什么夜空是黑的呢?...
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太阳又下山了。玫瑰色的云在头顶上浮动,朱红与金黄又一次出现在地平线上。家里都点上了灯,餐桌上蜡烛隐隐作亮,在晚霞的映衬下,街边的路灯就像是项链上的珍珠闪闪发光。黄昏越来越暗,星星出现了,它们一如既往地出现在这墨黑的穹顶之上。但是为什么夜空是黑的呢?

奥伯斯佯缪

这个问题似乎听起来理所当然:因为没有太阳啊!

但是,据估计宇宙中的恒星大约有3×1023颗,为什么这么多的恒星没有照亮我们的夜空呢?德国物理学家海因里希·威廉·奥伯斯(Heinrich Wilhelm Olbers)在1823年提出了同样的问题:想像你在森林里,周围有很多树。无论往哪个方向看都能看到树——也许是在你旁边的一棵大树,或者距离更远的“小树”。这和看星星一样。如果宇宙是无限大的,星体分布在宇宙中,那么我们一定会在任何一个方向都能看到星星。按照这个理论,夜空应该如同白昼一般光明。但是,为什么我们看到的夜空是基本是漆黑一片的呢?

如何解释

宇宙并不是一直存在的,宇宙也不是静态的,而且我们也只能看到有限距离范围内的恒星和星系,因此,我们所能看到的光线也是有限的。而这,就是夜空黑暗的原因之一。

在我们能够看到的宇宙之外,可能存在着更多的空间,更多的恒星和星系,但由于宇宙的膨胀,它们发出的光到达不了我们的眼中,照亮不了我们的夜空。

不过,宇宙有一个炽热致密的过去。在宇宙变透明的那一瞬间,这些光子开始在宇宙中四处自由飞翔。老式电视机收到的雪花点中,就包含了少量这些被称为宇宙微波背景的大爆炸余晖。

电视雪花点信号中大约有1%来自宇宙微波背景

因此实际上,假如我们通过微波和射电波段来观察宇宙,那么我们就会发现宇宙的确是明亮的。

那么我们可以得出结论,基于两个原因,一是宇宙的存在时间是有限的,二是许多光线已经离开了可见光波段,因此我们的夜空是黑色的。

小编又说

“天空为什么是蓝色的?”这个问题并不像关于宇宙的其它那些深邃庞杂的奥秘,我们有了这个问题的答案,这多亏了约翰·威廉·斯特拉特。

如何解释

这位19世纪的物理学家因发现了氩元素,于1904年荣获了诺贝尔奖,但是,真正让斯特拉特名垂青史的,是因为他发现了瑞利散射规律。

他因继承了爵位,所以称为瑞利勋爵第三,而这一规律就由此命名。瑞利散射规律阐述了光如何在大气分子的散射作用下,呈现出不同的颜色。

我们来回顾一下天空会呈现蓝色的基本原理:

太阳光是由多种颜色组成的,不同颜色的光,波长也各不相同。比如,红色光波长最长,而在光谱的另一端,紫色光和蓝色光的波长最短。太阳光线穿过地球大气层,遇到一层很厚的大气分子和灰尘颗粒。这些微粒的大小与波长较短的光接近,所以更易散射蓝色和紫色的光。最后就有了我们看到的蔚蓝的天空。

天空也并不是全天都是蓝色的。在日出和日落时,天空所呈现出来的颜色是红色的。这是因为当阳光穿过大气层时,紫光通过散射逐渐衰减,透射后剩下的光中颜色偏于波长较长的红光,红光通过散射后依然是以波长较长的光居多,因此这个时候看到的天空是红色的。

日落后,天黑前,天空的颜色也不是蓝色,而是呈现出深蓝色。这是因为在距离地面20~50km的大气中,有一个被称之为臭氧层的层面,它能大量吸收太阳光中波长较短的紫光,而波长较短的蓝光却无法得到阻拦。因此,这个时间段的天空会呈现出深蓝色。

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