這個問題乍看起來,有點無厘頭。大家都知道,平時抬起頭來看太陽,會發現太陽是黃色的。如果是在早晨或者傍晚,還會看到太陽呈現出濃郁的紅色。
不過,這是太陽真實的顏色么?
事實上,我們平時看到的太陽之所以呈現出黃色或紅色,其實是太陽光透過地球大氣層呈現出來的顏色,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,其實就是不同波長的電磁波。一個物體呈現出什么顏色,取決于通過它傳播到人眼中的電磁波位于哪個波段。
實際上,太陽發出的光,是來自于內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。根據天文學家的觀測和計算,太陽表面的溫度為5780開爾文,也就是大約是5500℃。
這個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,呈現出的是藍色,比如藍超巨星;而最小、最冷的一類恒星,則呈現出紅色,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,但實際上它的光譜峰值落在綠色的波段內。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算的話,其實它在每個顏色的波長范圍內發光量基本是差不多的。而且,盡管太陽光在綠色波段內確實比其他顏色稍微多了一點,但不足以在我們的視覺系統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,太陽的真實顏色,是白色的。
在天文學上,科學家們還會在可見光以外的波段對太陽進行觀測,繪制出圖像來。不過,因為這些波段是肉眼不可見的,所以為了方便觀察,科學家會渲染上可見的顏色,所以有時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?
這是因為,太陽在照射到地球大氣層后,就會發生散射現象,物理學上叫做瑞利散射。地球大氣層在散射藍色波段的光線方面具有更強的能力,而不太擅長散射紅色波段。這一方面導致藍色光散射到四面八方,以至于我們看到的天空是藍色的;另一方面殘留下來的少部分藍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。在這兩段時間內,太陽靠近地平線,穿越大氣層的厚度要比白天時更大,所以藍色光就被散射得更加徹底,因此這兩段時間內看到的太陽就是紅色的了,附近的云也會因為反射太陽光而呈現紅色。
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