为什么在地球上看月亮是亮的,上月球却是黑的,没有光呢?

刘雨昊vlog


其实答案很简单,我们需要明白两点:我们为什么能看到东西?黑暗到底是如何形成的?

古代人类认为人类能看到东西,是因为人类眼睛能发光,如今我们明白那是错误的。能看到东西是因为有光线进入我们的眼睛被我们感知到。而黑暗恰恰是没有光线进入我们眼睛里,或许光线非常少,我们通常认为就是黑的。

之所以地球上空不是黑的,即使到了晚上也不是完全黑的,是因为地球上有厚厚的大气层,而大气对光线有散射作用,散射的光线进入我们眼睛里,当然我们会看到明亮而不是黑暗。而紫光和蓝光的散射能力相对比较强,人类眼睛对紫光的感知并不明显,在地面上空附近蓝光的散射能力最强,所以我们看到的天空是蓝色的。

而在月球上,几乎没有任何大气,当然也不会有散射现象出现,没有任何光线(除了太阳光和地球反射的光线)进入我们眼睛里,当然我们的感觉就是黑暗。我们只能看到太阳光和地球反射的光线,事实上还会有星星,但相对太阳光太黯淡了,很难被我们感知到。

在黑夜里,我们经常用手电筒照明,但在月球上手电筒是没用的。即使你在月球上打开手电筒,你也看不到手电筒的光,除非你用手电筒直接照射你的眼睛!


宇宙探索


答:在月球上,哪怕是白天,除了能看到太阳发出耀眼的光芒,以及地球反射的太阳光外,月球的天空是一片漆黑的,主要的原因是月球上没有大气,也就没有了大气对太阳光的散射作用,所以月球上白天的天空看起来一片漆黑。


无论是我国嫦娥四号在月球上拍摄的照片,还是阿波罗登月时拍摄的照片,即便是月球上的白天,背景当中的天空都是一片漆黑,除了太阳、地球外似乎看不到任何天体。

其中的原理并不难解释,地球拥有厚厚的大气层,太阳光在穿过大气层时,会受到大气分子的散射作用,最明显的就是瑞利散射,其散射光的强度与入射光波长的四次方成正比,于是紫光和蓝光受到的散射作用最强,由于人眼对紫光的感知不明显,且接近地面的地方蓝光散射最强,所以在地球表面上看到的天空呈蔚蓝色。

但是月球上没有空气,太阳光能直达月球表面,没有了大气的散射作用,月球的天空中我们就只能看到发光源,比如太阳,以及地球反射的太阳光,于是其余的天空就是一片漆黑的。

其实在月球漆黑的天空中也存在星星,只是星星的光度相对于太阳光来说非常暗,相机在拍摄月球表面的照片时,为了让周围的物体曝光正常,会选择较高的快门,所以星星无法在照片中显影,如果要把星星拍出来,就需要降低快门,那么其他物体就会过曝。

正是由于月球上没有大气,所以宇宙当中的低频信息可以直达月面,而在地球表面,宇宙低频信息受地球大气层和人类通信的影响,使得地面的宇宙低频信息基本淹没在噪声当中,而宇宙低频信息具有重要的天文研究价值,我国的嫦娥四号就专门携带了低频探测器,用于射电天文研究。


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地球看月亮是亮的,那是因为月亮反射了太阳光,月球上看地球也是亮的,而且是以蓝色为基调彩色的,美妙极了,那也是反射了太阳的光照。

月球和所有的行星类天体一样,本身不会发光,我们人类看到这类天体的光芒都是反射太阳光照的现象。

上月球是黑的这个结论本身就是错误的。我们看到月球地面是有光的,而天上是黑黑的有两个原因:一是月球上没有大气,就没有对阳光的折射反射衍射,所以只有对着太阳时才能够看到太阳,对着地球时才能够看到地球。而如果这张照片没有对着地球和太阳,我们看到的天空就是黑黑的一片。

但实际上天空只是背景漆黑一片,在这个黑色的背景上,还镶嵌着漫天繁星,登月的宇航员都能够看到。

这些繁星怎么没有显示出来呢?这就是照相机曝光的缘故。

我们在晚上用手机拍照,拍摄地面光亮的景物,天空的星星就会被掩映掉,这就是因为拍摄地面的曝光要求与天上星光的曝光要求不一样。如果要照天上星星的照片,就需要长时间曝光,这样地面的景物就会变成耀眼的白茫茫一片,什么也看不清。

而我们看到的月球照片,都是宇航员们拍摄的地面工作照,因此天空当然就照不出星星了。

不管是白天还是黑夜,月亮都比地球要亮很多。

白天由于月球没有大气,阳光畅通无阻的直接射向地面,温度会骤升到160度(摄氏度,后同),而太阳不照射的地方温度会骤降到-180度。

而没有阳光的月晚,地球高高的挂在天上,比我们看月亮面积要大14倍,亮度达到我们晚上满月的80倍,相当于一个100瓦灯泡在3米处照亮着。在这样的环境下要照出漫天繁星是很难的,尤其还是那个时代的相机。

不过月球上照到的地球照片就多了,上面就是一幅登月宇航员们拍摄的地球照片,供大家欣赏。既然如此,月球是黑的无光的说法从何而来呢?

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月球本身是不会发光的,因为它将太阳的光反射到地球上,而这些光在经过大气层后,才会被我们的眼睛所捕捉到。50年前,阿波罗11号飞船登陆了月球,这次的载人登陆的宇航员阿姆斯特朗这样表示:这是我个人的一小步,却是人类的一大步。事实看来确实如此。

同理,随后宇航员们拍摄到了月球上的地球,从月球上看地球,会发现地球是一颗蓝色的星球,非常的漂亮。通过对这些照片分析,我们可以看到这些照片无疑背景都是黑色的,这就代表了一点,照相机的光将星光掩盖了。举个例子!

为何我们晚上能够看到星星,那是因为太阳在地球的另一面,因此这些星星释放的光的亮度非常亮,实际上在白天我们还是能够看到星星的。为啥白天看不到星星呢,原因就在于太阳,太阳光的亮度是星星亮度的千亿倍,因此白天我们所看到的是太阳光,但是看不到星星。如果你的望远镜有太阳光遮罩的话,你依旧可以在白天看看星星。

同理,为啥照相机拍摄的照片背景都是黑色的,这正是太阳的原因。太阳光照射到月球上,因此它的亮度超越了星星的亮度,并且月球没有大气层,因此星星的亮度更低了。这就是为啥拍摄的照片背景都是纯黑色的原因。

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在地球上看月球是亮的,在月球上看地球也是亮的,而且要比我们看到的月球亮的多,只不过看到的月球的天空是黑的。




为什么会出现这样的差异呢?我们来分析下原因。

地球天空呈蓝色原因

抬头仰望天空,我们看见的是一片蔚蓝,地球这颗星球是一颗蔚蓝色星球,但天空的蓝和地球的蓝却不是同一种“蓝”。



地球表面被厚厚的大气层包裹,太阳光是复色光,组成太阳光的可见部分是红橙黄绿蓝靛紫七种单色光,当太阳光穿过厚厚的大气层射向地球表面时,在太阳光中的长波部分,列如红光、黄光,由于空气对这类光的折射率小,这类光透射力大,所以这类光会穿过厚厚的大气层直达地球表面,而另一类光,如蓝光、紫光这类波长短的光就没有那么幸运了,由于空气对短波光折射率大,这类光透射力小,大部分被空气散射,而紫光被散射的同时大部分被空气吸收,所以我们看到天空是蓝色的。

我们看到月球“发光”,是因为太阳光传播到月球而被月球反射传播到地球所致,月球本身并不发光,。

月球的天空呈黑色原因

如果你有幸能够登上月球,你会发现,月球的天空是黑的,这是因为月球表面没有大气层,太阳光会直接照射到月球表面,没有空气对太阳光的散射,月球的天空自然是黑的。



在月球上同样可以看见星光,没有空气的散射作用,月球上的星光要比地球上的亮的多,并且不会出现“眨眼”的现象。

月球上同样可以看见地球,月球上看见的地球是一颗明亮的星球,主要还是太阳光传播到地球反射到月球所致,并且十分明亮。


老朱物理课堂


在地球上可以看见发光的月球,如果你在月球上的时候,你也一样可以看见发光的地球,这是在月球的夜晚,不过由于地球反射光的元素,月球的夜晚会非常明亮。


地球和月球本身都是不会发射光的,只有通过反射太阳光才能被我们看见,在地球上看月球,月球发出的是清冷色的光线,但是如果在月球上看地球的话,那么地球发出的光线就是魅蓝色的,地球看起来就像是一颗蓝宝石一样,异常美丽动人。由于地球比月球要大,直径大概是月球的3.6倍,而且反光率是月球的4倍,所以在月球上看地球,要比从地球上看到的月球要大,而且亮度是月球的80倍。

如果你有幸去到月球的话,那么一定要看一看我们美丽的地球,不过呢,月球的夜晚温度低至零下180摄氏度,所以你必须穿上厚厚的宇航服,戴上防紫外线护目罩。有人可能看过宇航员从月球上拍到的地球的照片,它们可能会奇怪,为什么月球的天空上,除了地球之外就是一片漆黑呢?难道月球上看不见星星么?其实啊,月球是真空的,没有气体分子,也就不会发生折射的情况,所以只能看见直射进来的光线,进入月球的光线,直接从原路被反射回去了,根本没有光线的散射,所以只有会发光的物体看起来才是亮的,天空则是一片漆黑。


在月球上看星星,星星不会一闪一闪眨眼睛,因为缺少了大气层的扰动作用,所以月球上的星星是不会眨眼睛的,而且星星的边缘会很清晰,所以星星看起来就更小了。另一方面由于地球的光线实在是太过于耀眼,所以其它星光比较微弱的星星,其实是很难看到的,我们或许有这样的生活常识,那就是每当月亮比较圆比较亮的时候,天上的星星就都消失在了月光背后,这是一样的道理,月球天空上的星星,也消失在了地球光线之后。

不管白天还是黑夜,从月球上看星空,都是一片漆黑。但是月球天空上的星星,其实也是有办法看见的,那就是通过长时间曝光,只有通过足够长时间的曝光,才能看见光线微弱的星光,只不过这个时候地表光线强烈的地方就会曝光过度而什么都看不见。其实你可以在地球上就可以试一试,在一个月光很亮的夜晚用同一个相机拍摄不同曝光时间的照片,一张只可以看见月球,而曝光时间更长的那张月球的轮廓已经模糊不可见了,但是却可以看见天上的星星。


镜像科普


只能说这是一个老生常谈的话题,月亮之所以发亮是因为反射了太阳的光线,而其本身颜色准确讲也不是黑色的,而是灰白色,且自身并不会像太阳一样可发出强烈光线。

先说一下月亮本身的颜色,在地球上尤其是古代,人们总是将月亮和太阳看作是同样的天体,一个主管白天,一个主管黑夜,但其实太阳和月亮在宇宙天体的划分上有天壤之别。太阳是自身会发光的恒星,而月亮非但不是恒星,就连行星都算不上,月亮只是一颗卫星,星体颜色是铀、钍、钾、氧、硅等元素组成的灰白色。再说一下月亮在夜晚所发出的光线,虽然月有阴晴圆缺,但只要我们夜晚能够看到月亮,不管大小都会有亮光,这是因为地球本身是自转的,而月亮是地球的伴随卫星,地球自转背对太阳的那一时间段,则刚好正对着月亮,虽然有角度大小差异,但月亮都像一面镜子反射太阳的光线到地球上,所以看到月亮一般是在傍晚或者晚上。

还是上面说的那样,关于宇宙天体的颜色其实已经很明确,尤其是当代宇宙探索已经比较普遍,恒星体、行星、卫星不同的星体成分不一样,所以本身颜色差别也很大,只有恒星因为自身热量散发出等离子光线,其他卫星和行星都是反射恒星的光线,月亮因为距离地球近所以看起来更大,而其他行星看起来满天繁星则是因为离地球太远。

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地理有意思


在宇宙中只有恒星才能发光发热,太阳系行星之所以能被我们看见全赖于反射太阳光


金星之所以能成为夜空中最亮的星全仰仗于它那厚密的二氧化碳大气层,温室气体爆表的它光反射率达到了60%,而月球由于自身没有大气所以全靠月岩和月壤反光,反射率只有18%,

不过由于金星距离地球最近时也有4000万公里,所以在视觉效果上金星的亮度远不及反射率更低的月球。

美国在上世纪60年代进行阿波罗计划最终在1969年7月20日得到了回报,因为在这一天阿姆斯特朗和奥尔德林登上了月球,此时月球正值白天,在后来的照片中我们可以看到反射着太阳光的月球大地。

天文学家很早就知道了“月球被地球潮汐锁定”,因此月球上的一天和地球上的一个月差不多,而为了任务顺利进行,在登月点处于白天的时候登月显然更好一点。




在月球上真正漆黑一片的不是月球而是月球的天空,不少人都以“照片中的月球没有星星”为理由质疑美国登月真实性,但事实上为了拍出月球景象和宇航员们的景象,相机是不能进行长时间曝光的,否则月球就成白茫茫无法辨认的白版了。

星光相较于月球表面和太阳光来说是非常微弱的,极易被“强光”淹没,因此登月宇航员们拍的月球照片和地球照片周围并没有星星,

我国的“嫦娥系列”月球着陆器和“玉兔系列”月球车拍摄的月球表面照片中也没有星星。


宇宙观察记录


月亮上为什么是黑的?这个问题要分成两个问题来回答,一个是在月球上抬头看,“天空”为什么是黑的?另一个是月面为什么是黑的,不是应该反射太阳光而很亮吗?

我们先来看第一个问题,为什么从月亮上抬头看天空全是黑的。

这个问题很好解释,因为月球上没有大气层!

我们之所以能在地球上看见漂亮的蔚蓝色天空,完全是因为大气对阳光的散射作用。

大气中的微小尘埃和大气分子会对可见光中波长较短的蓝光和紫光形成散射,所以在晴朗的白天,我们能看到蔚蓝色的天空。

另外,如果空气质量较差,大气中充满了大颗粒的尘埃,这时大气对于阳光的散射就不仅仅限于蓝光和紫光了,而是扩大到了可见光的所有波长,这时的天空看起来就是灰白色的,饱受雾霾困扰的小伙伴们应该对此深有感触!

月球上不存在大气,也更谈不上雾霾,所以,在月球上望向太空,除了能发光的星体(太阳)和能够反射光线的星体(地球等),其余的地方都是一片黑,这种“两眼一抹黑”的状态,在太空中是常态!

所以,大家看到的登月照片中,大部分背景都是黑的,地球在这黑黑的背景里显得特别突兀,想想我们生活在一个如此之黑的宇宙中,有没有害怕呢?你害怕也没用,宇宙就这样!

第二个问题,为什么月面看起来也是偏黑色的?

这个和宇航员登月的地点选择有关,目前载人登陆过月球的也就只有美国的阿波罗系列飞船,大家看到的照片大部分也是阿波罗登月宇航员拍摄的。

美国宇航局考虑到月面的巨大温差(白天100~200度,晚上零下180度),阿波罗登月的地点都选择在月球的“晨昏线”附近(不了解这种状态的同学可以参考下地球两极的极昼和极夜),这样在不借助额外辅助设备的情况下,宇航员也能完成在月面的工作,所以月面反射的阳光也不是很强烈,有一份数据记载,当时登月地点的月面阳光反射率只有8% 。


宇瑶杂谈


这个问题答案很简单,出现题主提到的现象的原因是因为观测的时间不同。

不管我们人类在不在观测月球,只要月球被太阳光照到,月球就是亮的。

月球有自己的自转周期,自转周期和公转周期相同,均为27.32天 ,当登月时登陆到月球的白天区域时,月球上就是亮的,如下图所示。

阿波罗11号于1969年7月20日20:17:43登陆月球,对应的农历时间是初七,登陆的区域静海地区为黑夜和白天相交的地段,刚从黑夜中转过来大约20度左右,仅仅停留了21小时36分钟就返回了,还不到月球的一天的三十分之一

这个时间的月球就相当于地球上一天中的黎明,看上去光线就没有那么好的,只所以选择这个时间和地点的原因是,月球的温差实在太大了,夜里温度最低达-183℃,白天正午温度最高达127℃,因此阿波罗11号选择在温度升高前提前撤走。

在月球上还有一个现象与地球是不同的,即使是白天在月球上仰望星空,远处也是一片漆黑,而在地球上抬头仰望天空,天空是蔚蓝的(污染严重的地区除外),这是为什么呢?

这是地球表面包裹着一层厚厚的大气层的缘故,大气层中的大气分子对光线有散射作用,这种散射就是瑞利散射,散射光的强度与入射光的波长四次方成反比,我们知道自然光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 等七种光构成的,其波长依次递减,因此对于蓝、靛、紫等光线的散射是最强的,其余光线的穿透能力较强,就可以穿透大气层射向地面。

蓝、靛、紫等光线在经过大气分子的来回反射,且最下层空气对蓝光的散射最强,因此白天仰望天空就是蔚蓝的。

月球上没有大气层,仰望太空就是黑色的。

今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!


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