這個(gè)問題乍看起來,有點(diǎn)無厘頭。大家都知道,平時(shí)抬起頭來看太陽,會發(fā)現(xiàn)太陽是黃色的。如果是在早晨或者傍晚,還會看到太陽呈現(xiàn)出濃郁的紅色。
不過,這是太陽真實(shí)的顏色么?
事實(shí)上,我們平時(shí)看到的太陽之所以呈現(xiàn)出黃色或紅色,其實(shí)是太陽光透過地球大氣層呈現(xiàn)出來的顏色,所以才會有不同的顏色。如果我們想要知道太陽的真實(shí)顏色,那就要脫離地球大氣層,從太空中觀測太陽。
我們知道,所謂的顏色,其實(shí)就是不同波長的電磁波。一個(gè)物體呈現(xiàn)出什么顏色,取決于通過它傳播到人眼中的電磁波位于哪個(gè)波段。
實(shí)際上,太陽發(fā)出的光,是來自于內(nèi)部的核聚變所釋放的能量。這些光子傳播到太陽表面,會以除伽馬射線以外的各個(gè)波段的電磁波形式射入太空中。其中,太陽光譜中的峰值可以幫助我們判斷其表面溫度,也可以用來判斷其他恒星表面的溫度。根據(jù)天文學(xué)家的觀測和計(jì)算,太陽表面的溫度為5780開爾文,也就是大約是5500℃。
這個(gè)峰值不僅反映了恒星表面的溫度,也決定了這顆恒星(或者其他物體)呈現(xiàn)出來的顏色。對于不同的恒星,光譜中的峰值也有所不同。通常來說,宇宙中最大、最熱的一類恒星,呈現(xiàn)出的是藍(lán)色,比如藍(lán)超巨星;而最小、最冷的一類恒星,則呈現(xiàn)出紅色,比如紅矮星。在二者之間的,則依次是白色、黃色、橙色。
雖然我們的太陽被歸類為黃矮星,但實(shí)際上它的光譜峰值落在綠色的波段內(nèi)。那么,這是否意味著在太空中看太陽就是綠色的呢?
很遺憾,并不是。如果單純在可見光范圍內(nèi)算的話,其實(shí)它在每個(gè)顏色的波長范圍內(nèi)發(fā)光量基本是差不多的。而且,盡管太陽光在綠色波段內(nèi)確實(shí)比其他顏色稍微多了一點(diǎn),但不足以在我們的視覺系統(tǒng)中造成決定性的影響,所以如果在太空中太陽(不太建議這樣做),看到的就是白色的。
沒錯(cuò),太陽的真實(shí)顏色,是白色的。
在天文學(xué)上,科學(xué)家們還會在可見光以外的波段對太陽進(jìn)行觀測,繪制出圖像來。不過,因?yàn)檫@些波段是肉眼不可見的,所以為了方便觀察,科學(xué)家會渲染上可見的顏色,所以有時(shí)候天文圖片中會有各種顏色的太陽。
那么,為何在地球表面看太陽,就變成黃色或者紅色了呢?
這是因?yàn)?,太陽在照射到地球大氣層后,就會發(fā)生散射現(xiàn)象,物理學(xué)上叫做瑞利散射。地球大氣層在散射藍(lán)色波段的光線方面具有更強(qiáng)的能力,而不太擅長散射紅色波段。這一方面導(dǎo)致藍(lán)色光散射到四面八方,以至于我們看到的天空是藍(lán)色的;另一方面殘留下來的少部分藍(lán)色光和大量的紅色光交融在一起,看起來就是黃色的了。
如果是在早上或者傍晚,情況就不一樣了。在這兩段時(shí)間內(nèi),太陽靠近地平線,穿越大氣層的厚度要比白天時(shí)更大,所以藍(lán)色光就被散射得更加徹底,因此這兩段時(shí)間內(nèi)看到的太陽就是紅色的了,附近的云也會因?yàn)榉瓷涮柟舛尸F(xiàn)紅色。
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