燦爛的星空完全是假象?

天問(wèn)一號(hào)已經(jīng)脫離了地球的引力開(kāi)始了快速的奔向火星軌道?,F(xiàn)在每24小時(shí)就能飛離地球90萬(wàn)公里以上,也是發(fā)射過(guò)的速度最快的航天器。在距離地球大約150萬(wàn)公里的地方,相機(jī)對(duì)地球和月球拍攝了一張罕見(jiàn)的合影。居然發(fā)現(xiàn)地球和月球都成了一半的“月牙”。其實(shí)這才是在百萬(wàn)公里外拍攝地月系統(tǒng)的常態(tài)。過(guò)去的大多數(shù)衛(wèi)星和有人的航天器飛行軌道距離地球都很近,仍然會(huì)把明亮的,反射太陽(yáng)光的地球和周邊大氣作為背景。很難拍攝到地月系統(tǒng)的全貌。而當(dāng)距離遙遠(yuǎn)到一定程度,在地外軌道航天器的遠(yuǎn)視角中,地球大部分時(shí)間,就是一個(gè)小小的月牙。如果天問(wèn)一號(hào)飛到火星附近的軌道,那么再回望地球,地球也成了一個(gè)小星星而已。不過(guò)說(shuō)起小星星。這里就有了另外一個(gè)爭(zhēng)論了很久的問(wèn)題。這就是這張照片,再次證明在深空,是看不到星星的。
過(guò)去屢次證明,嫦娥探測(cè)器落在月球表面或者在地月之間軌道飛行時(shí),也是看不到星星的。甚至按照阿波羅任務(wù)航天員的說(shuō)法,在地月軌道之間飛行時(shí),從飛船的舷窗往外看,也基本看不到星星。但是人類在地球上,只要是晴天,即使在夜間燈光璀璨的大城市中,抬頭也總是可以看到一些星星?,F(xiàn)代城市人,即使在晴朗的夏季夜晚,也很難再看到璀璨的銀河。這是因?yàn)楫?dāng)代城市周邊的夜空光污染很厲害,掩蓋了銀河的亮度導(dǎo)致很難看清。40歲以上的人,恐怕很多都是親眼見(jiàn)過(guò)銀河的。因?yàn)楫?dāng)年的城市化遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有像現(xiàn)在這么大面積的鋪開(kāi)。不過(guò)就在這兩年。瀚海狼山(匈奴狼山)到遠(yuǎn)離城市的海島上,還是又一次在夏季的夜間看到了璀璨的銀河。這說(shuō)明銀河并沒(méi)有跑遠(yuǎn)。在地面看不清,并非星河沒(méi)有以前那么亮了。

星星白天肯定是看不到,夜晚卻能看到。道理本身比較簡(jiǎn)單,這就是一個(gè)曝光度和人眼敏感度的問(wèn)題。周邊都是強(qiáng)光下,自然看不到比較暗的光源。大多數(shù)航天器的白光相機(jī)的白平衡和曝光度,也是按照人眼的成像標(biāo)準(zhǔn)來(lái)拍攝。像是天問(wèn)一號(hào)這種對(duì)地月系統(tǒng)成像的相機(jī)。同樣是暴露在太陽(yáng)的強(qiáng)光照之中,因此拍攝不到任何星星也是正常的。那么新的問(wèn)題是,如果飛船繞到地球背后的陰影區(qū)。此時(shí)航天員從舷窗往外看,按照大多數(shù)人的慣性思維,此時(shí)應(yīng)該能看到比地球上更璀璨的星空,因?yàn)闆](méi)有了大氣層的干擾。而事實(shí)上卻是大相徑庭。即使飛船在地球的陰影區(qū),只靠眼睛仍然基本看不到幾顆星星,更不用說(shuō)璀璨的銀河。從飛船舷窗往外看,仍然是近乎漆黑一片;最多往地球方面看,偶爾可以看到地球城市的燈光。于是一種說(shuō)法由來(lái)已久,就是說(shuō)所謂的銀河和璀璨星空,都是假象和幻覺(jué)。
因?yàn)轱w船即使在地球的陰影區(qū),沒(méi)有強(qiáng)烈陽(yáng)光干擾的情況下。肉眼看到的天空仍然是黑漆漆一片。甚至有人認(rèn)為所謂的燦爛星空,都是“上帝”在逗人類玩兒而已,要不為何在大氣層內(nèi)看得到,而出了大氣層就“什么都沒(méi)有”?但是大氣層外的哈勃天文望遠(yuǎn)鏡,卻又能拍到各星系的輝煌景象?關(guān)于這個(gè)悖論,整個(gè)網(wǎng)上居然沒(méi)有特別靠譜的解釋。狼山卻可以試著解釋一番,不一定完全正確,但也大差不差。實(shí)際上在地球周邊,除了太陽(yáng)和月球這兩大“自然強(qiáng)光源”,其他的任何星光都是相對(duì)非常微弱的。絕大部分恒星在地面上看上去是一個(gè)“亮點(diǎn)”,其實(shí)這些點(diǎn)都是無(wú)限小的。只有肉眼可見(jiàn)的5大行星,特別是金星,是一個(gè)很小的“圓點(diǎn)”。其他的任何太陽(yáng)外恒星的光點(diǎn),都是無(wú)限近乎于“零”的存在。

那么為何在地面上看得到璀璨銀河和星空,在太空卻基本看不到?除了陽(yáng)光對(duì)曝光度和白平衡的影響外。更重要的是地球的大氣層,就像一個(gè)電影大銀幕。如果你看過(guò)“野電影”,就知道在屏幕的后面,也是可以看電影的,只不過(guò)上面的文字和畫面都是反著的。正因?yàn)橛写髿鈱舆@個(gè)超級(jí)“大熒幕”,因此人類可以基本完整的在這個(gè)熒幕的后面看到星空的“加強(qiáng)版”。而出了大氣層,即使在地球的陰影里,看星空時(shí),也等于人眼不是通過(guò)熒幕看電影,而是直接眼睛對(duì)著放映機(jī)的光束看電影。除了晃眼外,其實(shí)是看不成任何電影的。前面說(shuō)過(guò)了,太空中幾乎所有恒星的視角都非常小,小到近乎為零。而星光落到大氣層上,因?yàn)楣饩€散射的關(guān)系,其實(shí)是變相放大的星光的范圍。導(dǎo)致人眼都可以感光。

這相當(dāng)于一只鋼筆在紙上點(diǎn)一個(gè)小墨點(diǎn)。從遠(yuǎn)處看多數(shù)情況下是看不清的。但是如果這張紙是宣紙,那么這個(gè)墨點(diǎn)會(huì)散開(kāi)的比較大,從這種紙的背面,再?gòu)倪h(yuǎn)處就比較容易看到這個(gè)墨點(diǎn)了。而大氣層就是這張容易對(duì)星光“渲染放大”的宣紙和大銀幕。而太空中由于沒(méi)有這張宣紙和“大銀幕”,因此對(duì)視角極小的遙遠(yuǎn)星光來(lái)說(shuō),已經(jīng)在人眼成像的敏感度以下,因此即使在地球的陰影里看天空,仍然是“漆黑一片”。相反,由于哈勃太空望遠(yuǎn)鏡是通過(guò)望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng),極大的放大了遙遠(yuǎn)星光的成像角和曝光度。反倒又可以很好的成像了。因此并非銀河和星空在大氣層外不存在,而是人眼和類似人眼的相機(jī)不能很好的成像而已。不論看得到和看不到,銀河和星空都在那里。