宇航员在太空看到的宇宙,是白天还是黑夜?

我们经常可以看到一些宇航员在太空漫步的图片 , 其实这里面很多都是合成的图像 。 从目前来看 , 能够容纳宇航员在太空中工作的地方 , 只有国际空间站和我国的天宫空间站 , 它们距离地球表面都约400公里左右 , 大概一个半小时就可以围绕地球运行一周 , 如果在空间站中的宇航员细心留意的话 , 那么在地球上计时所用一天(24小时)的时间 , 在空间站内部可以看到日出和日落16次左右 。 有的朋友不禁要问了 , 宇航员在外太空中看到的宇宙 , 到底是白天还是黑夜呢?
宇航员在太空看到的宇宙,是白天还是黑夜?
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由于地球的自转 , 在地球上能够形成不断变化的晨昏线 , 这条线就是区分地球白天和黑夜的分界线 , 我们处在太阳照射到的半球 , 觉得周围都是明亮的 , 我们自然认为就是白天 , 反之就是黑夜 。
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而在月球上 , 同样拥有着这条晨昏线 , 不过假如你站在月球的“白昼区” , 也不会像地球上的那样周围都是明亮的 , 仰头望去只有太阳所在的地方是一个明亮的圆形光源 , 其它距离更远的恒星 , 呈现的是一个个小的光斑 , 但是如果不是正对着太阳看的话 , 这些星星所发出的光线 , 在空中的亮度应该比地球上清晰得多 。 我们如果低头看看月球的表面 , 也只能看到明亮与黑暗区块共存和交错分布的现象 , 并不会像地表那样几乎全是明亮的状态 。
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之所以出现这样的情况 , 主要的原因在于地球拥有比较浓密的大气层 。 来自太阳的光线 , 是包含着伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波多种射线共同组成的复合型电磁波 , 能够激发人眼视觉神经系统来感知明亮程度和颜色的 , 是其中的一小部分-可见光 。 当太阳光线照射到地球的大气层之后 , 由于气体分子和一些尘埃物质的存在 , 一小部分光线的能量被吸收 , 从而增加了这些气体分子和尘埃物质的内能 , 于是温度得以提升 , 通过大气层的光线来到地表之后 , 其中的一部分能量也会被地表的各种物体所吸收 , 从而地球的整体就会被太阳辐射所“加热” 。
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宇航员在太空看到的宇宙,是白天还是黑夜?】与此同时 , 无论是大气层中的气体分子、尘埃物质 , 还是地表的各种物体 , 除了吸收一部分的光线能量以外 , 对太阳光线会还会产生不同程度的反射、折射和衍射作用 , 整个大气层的空间中拥有数不胜数的气体分子 , 那么太阳光线就会反复发生这种反射、折射和衍射 , 最终的结果就是将整个大气层空间都“照亮”了 , 几乎每一处暴露的区域 , 人眼观察所至 , 就会刺激到人眼的视觉神经系统 , 我们自然而然地认为这就是白天 。
因此 , 当没有外界光源、或者外界光源非常微弱、再或者没有大气层持续反复地对光线进行反射、折射和衍射的作用 , 我们人眼的视觉神经系统就很难被刺激形成视觉信号传递到大脑中 , 大脑判断的信息就是周围的环境空间“一片黑暗” , 这就是我们认为的黑夜 。 对于外界没有光源或者外界光源非常微弱的情况 , 可以很容易联想到太阳下山以后 , 整个天空中除了月球反射的太阳光线外 , 再也没有太大的光源 , 这种光线强度与白天相比低了很多很多倍 , 即使满月时分 , 我们视觉系统判断出来的也是非常微弱的光照信息 。 如果我们能够站到海王星的表面 , 由于光线在宇宙空间传输过程中会有一定程度的“损耗” , 太阳光线在到达海王星以后的能量密度就非常低了 , 我们即使在海王星的“白天” , 也体会不出昼与夜的区别了 。
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下面 , 再来看看没有大气层的情况 。 地球的大气层从低到高依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层 , 其中热层距地面的高度为80-800公里之间 , 散逸层的高度距地面800到2000公里之间 , 其实这两层中的大气已经非常稀薄了 。 空间站所处的轨道位置 , 就处在热层之中 , 那里由于空气分子数量非常稀少 , 以至于发生对太阳光线的折射、反射和衍射效应不明显 , 所以假如我们处在空间站之中 , 能够透过玻璃朝外看的话 , 周围应该是一片漆黑的环境 , 太阳在画面中就像一个光球一样 , 点缀在巨大的“黑幕”中 。