天空為什么是藍色的? 夜空又為什么是黑色的?

2017-07-04 16:12 責編:小編 來源:UFO發現網 瀏覽 參與 評論
導讀 太陽又下山了。玫瑰色的云在頭頂上浮動,朱紅與金黃又一次出現在地平線上。家里都點上了燈,餐桌上蠟燭隱隱作亮,在晚霞的映襯下,街邊的路燈就像是項鏈上的珍珠閃閃發光。黃昏越來越暗,星星出現了,它們一如既往地出現在這墨黑的穹頂之上。但是為什么夜空是黑的呢?...
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太陽又下山了。玫瑰色的云在頭頂上浮動,朱紅與金黃又一次出現在地平線上。家里都點上了燈,餐桌上蠟燭隱隱作亮,在晚霞的映襯下,街邊的路燈就像是項鏈上的珍珠閃閃發光。黃昏越來越暗,星星出現了,它們一如既往地出現在這墨黑的穹頂之上。但是為什么夜空是黑的呢?

奧伯斯佯繆

這個問題似乎聽起來理所當然:因為沒有太陽啊!

但是,據估計宇宙中的恒星大約有3×1023顆,為什么這么多的恒星沒有照亮我們的夜空呢?德國物理學家海因里希·威廉·奧伯斯(Heinrich Wilhelm Olbers)在1823年提出了同樣的問題:想像你在森林里,周圍有很多樹。無論往哪個方向看都能看到樹——也許是在你旁邊的一棵大樹,或者距離更遠的“小樹”。這和看星星一樣。如果宇宙是無限大的,星體分布在宇宙中,那么我們一定會在任何一個方向都能看到星星。按照這個理論,夜空應該如同白晝一般光明。但是,為什么我們看到的夜空是基本是漆黑一片的呢?

如何解釋

宇宙并不是一直存在的,宇宙也不是靜態的,而且我們也只能看到有限距離范圍內的恒星和星系,因此,我們所能看到的光線也是有限的。而這,就是夜空黑暗的原因之一。

在我們能夠看到的宇宙之外,可能存在著更多的空間,更多的恒星和星系,但由于宇宙的膨脹,它們發出的光到達不了我們的眼中,照亮不了我們的夜空。

不過,宇宙有一個熾熱致密的過去。在宇宙變透明的那一瞬間,這些光子開始在宇宙中四處自由飛翔。老式電視機收到的雪花點中,就包含了少量這些被稱為宇宙微波背景的大爆炸余暉。

電視雪花點信號中大約有1%來自宇宙微波背景

因此實際上,假如我們通過微波和射電波段來觀察宇宙,那么我們就會發現宇宙的確是明亮的。

那么我們可以得出結論,基于兩個原因,一是宇宙的存在時間是有限的,二是許多光線已經離開了可見光波段,因此我們的夜空是黑色的。

小編又說

“天空為什么是藍色的?”這個問題并不像關于宇宙的其它那些深邃龐雜的奧秘,我們有了這個問題的答案,這多虧了約翰·威廉·斯特拉特。

如何解釋

這位19世紀的物理學家因發現了氬元素,于1904年榮獲了諾貝爾獎,但是,真正讓斯特拉特名垂青史的,是因為他發現了瑞利散射規律。

他因繼承了爵位,所以稱為瑞利勛爵第三,而這一規律就由此命名。瑞利散射規律闡述了光如何在大氣分子的散射作用下,呈現出不同的顏色。

我們來回顧一下天空會呈現藍色的基本原理:

太陽光是由多種顏色組成的,不同顏色的光,波長也各不相同。比如,紅色光波長最長,而在光譜的另一端,紫色光和藍色光的波長最短。太陽光線穿過地球大氣層,遇到一層很厚的大氣分子和灰塵顆粒。這些微粒的大小與波長較短的光接近,所以更易散射藍色和紫色的光。最后就有了我們看到的蔚藍的天空。

天空也并不是全天都是藍色的。在日出和日落時,天空所呈現出來的顏色是紅色的。這是因為當陽光穿過大氣層時,紫光通過散射逐漸衰減,透射后剩下的光中顏色偏于波長較長的紅光,紅光通過散射后依然是以波長較長的光居多,因此這個時候看到的天空是紅色的。

日落后,天黑前,天空的顏色也不是藍色,而是呈現出深藍色。這是因為在距離地面20~50km的大氣中,有一個被稱之為臭氧層的層面,它能大量吸收太陽光中波長較短的紫光,而波長較短的藍光卻無法得到阻攔。因此,這個時間段的天空會呈現出深藍色。

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