我们知道白天和黑夜的交替变化是由于地球的自转运动所造成,也就是说当我们的天空面向太阳时我们就处于白天之中,而背对太阳时我们便会看到宇宙本来面目——黑暗。下图,天问一号回望地球。

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宇航员眼中的太空与星星

严格来说黑夜与白天时发生在地球大气层内的事件,我们知道天空之所以明亮是因为有物质反射太阳光,而空荡荡的宇宙缺少物质实现漫反射因此也就变成了漆黑一片了,所以我们可以认为宇航员眼中的太空也是黑暗的。

但是看到的星星会有变化吗?对于宇航员所能观察到的星星范围问题,首先来说处于地球表面的人类用肉眼所能看到的星星大约一共有六千颗左右,这些星星中除了少数几颗为太阳系内的天体外,其他的星星几乎都是银河系内距离我们不超过一百光年范围的恒星,当进入太空后,由于消除了大气和光污染等因素的影响,宇航员其实可以看到更为明亮且数量更多的星星,这些星星当然主要也是太阳系外的星星。此时你可能发现,我们通常看到的各类太空照片背景中都是漆黑一片,并没有闪烁的星光,这其实和相机的曝光有关,为了降低高强度太阳光的影响,在拍摄地球或者月球等天体时通常都会缩短曝光时间,因此相对暗淡的星星也就无法在照片中显示出来了,如果避开太阳光的影响并延长曝光时间,就可以拍下满天繁星了。

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为什么宇航员会看到“黑夜”

为什么宇航员会看到黑夜?当然是因为宇宙本身就是漆黑的环境,那么宇宙为什么是漆黑一片呢?要知道宇宙中的星星百分之九十九以上都是发光发热的恒星,这个问题曾被德国天文学家奥伯斯思考过,并提出了著名的奥伯斯佯谬。

在宇宙大爆炸理论提出之前,许多人认为我们的宇宙是处于恒稳态,但是这种恒稳态宇宙模型无法解释漆黑宇宙的成因,因为假如宇宙是恒稳态,那么宇宙中的恒星迟早会照亮整个宇宙,但现实显然并非如此。早期奥伯斯本人也曾以宇宙中星体和星际尘埃遮蔽和吸收光线来解释奥伯斯佯谬,但显然这并不靠谱,因为这些遮挡物迟早会被恒星加热到和其自身相同的温度。

知道宇宙大爆炸模型提出后,奥伯斯佯谬才有了较为科学的解释。宇宙大爆炸理论认为,我们的宇宙诞生于138亿年前的奇点爆炸,暴涨的空间稀释了所有的光子,空间的超光速膨胀形成宇宙中的“事件隔离区”,“隔离区”之外的恒星发出的光线永远也无法抵挡“隔离区”之内,因此宇宙中的恒星也就无法照亮整个宇宙,除此之外空间的膨胀还会使光线发生红移效应,远离我们的恒星所发出的光线,其波长被逐渐拉长,假如所有的合成光都被拉伸成红外光,那么宇宙在我们眼中自然也就是漆黑一片了。

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总结

由于太空是真空环境,空间上无法形成有效的漫反射,因此位于太空的宇航员只能看到黑暗的宇宙背景和明亮的星星。

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