为什么地球上能看到星星,月球上是一片漆黑?

星辰大海路上的种花家


夜晚从黑暗的地方仰望太空,我们可以看到数不清的星星。那为什么我们在太空中的天体照片中从来没有看到过星星呢?不仅是阿波罗任务的照片看不到星星,嫦娥发回的照片中,月球背景中也没有星星?难道月球上看不到星星?

其实不是的,星星就在那里,只是我们拍不到而已。

我们可以用日常生活中的几个例子来说明。在灯光明亮的房间里,我们无法看到窗外;在强光照射下我们看不见前方的任何物体;站在背景灯光明亮的地方拍照片,在照片中,我们只能看到一个人物剪影;拍摄对象的脸几乎是一个毫无特征的影子。当然,脸仍然在哪里!只是光线不够亮,无法在照片中显示出来,这就跟月球上的星星一样,意思就是说强光会遮挡光线比较弱的物体。

同样的问题也会影响空间图像。无论是对于一颗恒星,一颗行星,还是一个人,影响照片细节的两件事:相机机的灵敏度,相机收集光线的时间。

使用的相机有多敏感?

照相机需要多少光才能看清物体?照相机可以通过打开和关闭光圈来调节灵敏度。人类的眼睛随时都会自动调节瞳孔的扩张和收缩,以控制进光量。如果你是一个视力正常的人,从一个灯火通明的地方走到一个黑暗的户外,一开始会看不清楚任何东西,更不会看到天上的星星。当眼睛通过增大瞳孔来增加(进光量)敏感度时,就会慢慢看清周围较暗的物体,以及天上模糊的星星。

实际上,大多数太空相机都不能自动调节光圈。在进行一项特定的任务时,科学家们就已经预测了摄像机在执行任务时会遇到的光线水平,并设计出一个孔径大小合适的相机,以适应任务期间遇到的目标范围。因此太空相机并不能调节光圈大小。特定的相机执行特定的任务。月球任务的相机并不能扩大光圈,提高进光量。

照相机收集光线的时间

较长时间的曝光比较短时间的曝光能收集更多的光线,有助于发现较暗的物体。在人类视觉中,没有曝光时间这么一说,盯着天空看,能看到啥就是啥,不会因为你盯得时间长了,看到了更多的星星,但相机不一样,我们平时看到夜空中布满星星的照片是经过长时间曝光拍摄的,通常需要曝光几分钟,因为相机需要这么长的时间才能捕捉到足够多的光子,形成美丽的景象。短时间曝光根本抓不住微弱的星光。下面的照片是一分钟曝光时间拍摄的银河。山上看起来像阳光其实那是月光。

上图是约塞米蒂国家公园的银河。月光照亮了远处高高的山脉。虽然银河系的颜色只能在长时间曝光的照片中看到,但大部分细节也是肉眼可见的。

下图是阿波罗宇航员的照片,可以看到月球表面阳光灿烂。这些照片曝光时间太短,强光也阻挡了微弱的星光,因为无法探测到天空中的星星。

太空相机的曝光时间非常宽泛。例如,新视野公司的LORRI相机可以拍摄短至1毫秒、长至30秒的照片。他们在飞越木星时使用了最短的曝光设置,因为木星离太阳更近,比冥王星更亮。用最长的曝光时间来拍摄最模糊的目标,例如,位于柯伊伯带的遥远世界。

顺便说一句,这也回答了另一个我们经常遇到的关于太空图像的问题:离太阳比较远的地方,光线相对较暗,相机如何拍摄照片?答案是:科学家会根据拍摄不同的物体发送敏感度不同的相机,如果有必要,还会进行长时间的曝光。当我们发送一个不够灵敏的相机时会发生什么?旅行者2号拍摄的海王星就是一个很好的例子,旅行者2号是为木星和土星设计的,因此很难捕捉到相对黑暗的海王星。

旅行者2号拍摄到海王星的卫星普罗透斯

旅行者2号的照相机是为木星和土星的亮度而设计的,所以旅行者2号想拍摄天王星和海王星很难收集到足够的光线,尤其是在拍摄小卫星等暗目标的时候,拍摄的图像十分暗淡。上图是旅行者2号拍摄的最好的普罗透斯图像。左上方是通过透明滤镜曝光3.84秒拍摄的。另外三个小的图像是通过彩色滤镜曝光15.36秒拍摄的(从右上角顺时针方向:紫色、绿色和蓝色)。右边这张是通过透明滤镜拍摄的,曝光时间为1.92秒;光线水平很低,很难看到卫星的细节。

综上所述,我们在月球任务中为何看不到背景星星?

  • 月球表面的强光,遮挡了微弱的星光

  • 月球任务期间,只会使用特定光圈的相机,进光量根据月球的环境设计。
  • 要想拍摄背景恒星,需要敏感的相机,并且长时间的曝光,捕捉微弱的光子

再说我们在月球拍摄照片,如果不去刻意的拍摄恒星,照片中怎么能出现星星呢?这就是月球任务照片中,看不到星星的原因。


量子科学论


为什么在地球上可以看到星星,而在月球上一片漆黑呢?

一直以来就有一个谣言,相信的朋友还不少,大意说的是阿波罗11号登月后宇航员回地球后缄口不言,因为他们发现月球上根本就看不到星星,所谓的星空就是太阳系皮壳层透镜和银河系皮壳层透镜投影给地球看的,事实上是否真的是这样,我们来做个简单分析即可知道。

相传这个皮壳层理论源自特斯拉,所以现在相信皮壳层理论的朋友大都是特斯拉的狂热铁粉,不过种花家倒是要提醒一句,特斯拉是一个极具才华的发明家,一生中发明太多奇奇怪怪的东西,包括人类文明基石之一交流电,也有超级炫酷、却毫无卵用的特斯拉线圈,但他从未说过所谓的太阳系皮壳层。

月亮上真的看不到星星吗?

月面上看不到星星,这倒是有部分证据,因为从美国宇航员在月面活动的照片中确实看不到一颗星星,这从多个视角都可以证明这一点:

这张图中能看到国旗以及飞船,也能看到黑黢黢的太空,没有一颗星星

这张图中宇航员在月面布置仪器,黑色的背景面积更大,依然看不到一颗星星。

这是宇航员提着设备前往布置,背景颜色黑黑太空还是没有星星,所以这些照片公布以后很多阴谋论者就开始造谣了,月球上看不到一颗星星,这是因为地球正处在太阳系牢笼中,夜空中的一切都是皮壳层透镜投影给人类的。不过包括绝大部分朋友却忽略了一张废片,为什么叫废片呢,因为拍摄目标过曝了,把地球拍成了“太阳”!

这是月球上拍摄的地球,当然你已经看不出地球的本色了,因为过度曝光下地球几乎就成了一个月亮,当然这不是关键,主要在地球周围的星星一颗颗都暴露了,当然这也是让所谓月球上看不到星星的谣言破产最有力的回应,但很多朋友仍然看不明白为什么一张废片却能看到星星,正儿八经的相片却看不到星星?

为什么会这样?其实我们用相机的胶卷就能说明问题,当年的傻瓜相机买胶卷的时候都要考虑一个问题,是大白天用有阳光,还是阴天,或者傍晚,因为这三种条件的光照条件不一样,所以胶卷的感光度要求也不一样,天气不好选400,大晴天选100,当然现在的数码相机也一样,如果傍晚或者晚上,一般选ISO1600,甚至3200,或者更高的6400直至12800,当然越高噪点可能就会越多,但至少保证了能不能看到。

另外一个影响因素就是光圈,数字越小的光圈表示进光量越大,比如18-155的狗头最多3.5的光圈,50的定焦小痰盂可到固定固定光圈1.8。

废了那么多话的意思就是拍地球那么亮的目标,ISO400,用8或者11的光圈,1/24-1/32的快门就够啦,但是要拍星星,至少要3.5光圈,2-4S的曝光时间,甚至更高一些,比如在地球上拍银河,至少也要15S以上,最好能到30S左右才能拍出银河。所以当拍清楚星星的时候地球早就过曝成太阳啦。

因此如果要在每张照片上看清楚背景的星星的话,很抱歉每张照片都将成为废片!

为什么会出现皮壳层这种超丧的太阳系牢笼理论?

也许我们得从旅行者从飞出太阳系开始说起,1977年从地球出发的旅行者给了大家太多的话题,当然也可能给很多别有用心者留下了很多可利用的“漏洞”:

  • 太阳系的日球层
  • 旅行者的速度

其实这两个非常能说明问题,现代的日球层画法比较比较贴近实际,但早期的日球层画法给人以一个封闭球体的概念,我们来对比看看:

上图是现代日球层的渲染处理方式,我们很容易看出日球层在面对星际风时的激波现象,当然这是艺术处理的悬殊放大结果,而实际根本就看不到,但带电粒子的运动轨迹确实如此。

从早期的日球层图示中给大家的感觉是什么?太阳系正被一个全封闭的球体包裹在内,当然在天文学家能彻底理解的示意图中,在围观群众看来却成了太阳系牢笼,而且这图是谁出的?NASA,美国宇航局,权威性不言而喻,所以这个传说中的太阳系皮壳层理论就炮制出炉了。

另外一个就是旅行者的速度了,旅行者前往太阳系外从出发时的每秒四十多千米到现在大约17千米/秒,速度确实下降了,但要说明下的是旅行者走的是一条双曲线轨道,越往上速度越慢,但它现在的速度已经超过太阳系的逃逸速度,因此它最终将离开太阳系,而并不是所谓的皮壳层减速撞毁的谣言。

假如真的存在皮壳层,月球和太空中就见不到星星吗?

其实这完全就是放屁,我们知道望远镜都有一个调节焦距的调焦座,我们要看清楚目标那么必须将通过晶状体的光线聚焦到视网膜上,但我们视网膜分辨清晰度是有极限的,比如在即高精度的1:10无齿顶级的羽毛调焦座下:

天文爱好者肯定知道这羽毛调焦座(Feather Touch)的精度,其实个人在用目视的时候会发现一个问题,就是在微调时发现前后转几圈感觉都差不多,这个时候就到了你肉眼分辨对角度极限的时候了,这个范围大约零点几个毫米,有些朋友可能范围更宽一些,也有朋友更敏感一些,但都会存在一个范围,一般望远镜的比如80/500的APO,焦距是500毫米,如果焦点范围是0.1毫米,那么肉眼的容错范围是1/5000!

而日球层距离大概是100天文单位,地球到月球的距离只有38.4万千米,按比例大约只有焦距的0.256%%,即万分之零点二五六,这个精度远小于人类肉眼分辨的焦距容错度。也就是说假如皮壳层望远镜存在,那么在月球上一样清晰!

减焦平场镜

另外还有一个超丧的技术是,假如距离焦点过近怎么办?因为从地球出发前往太阳系外,这个焦距会越来越近,我们还有减焦镜,即将光线提前聚焦,以达到缩短整个光路的目的,而且大部分望远镜都具有一定的减焦功能,也就是说所有在近地轨道上或者环太阳甚至前往太阳系外的探测器都具有这个功能,因此在太空中看不到星星就是鬼扯。

关于皮壳层的谎言,一个羽毛调焦座就可以让其圆形毕露,各位还信吗?


星辰大海路上的种花家


在地球上的夜空中,只要晴朗无月,并且没有大气和光污染,我们可以看到满天繁星,而且还能看到淡淡的银河。然而,在月球上拍摄到的天空都是黑的,看不到星星,这是为什么呢?

无论是阿波罗宇航员,还是嫦娥三号和四号,都是在月球白天时进行活动。之所以月球白天的天空是黑的,是因为月球上几乎没有大气,跟太空几乎没有差别,太阳光会直射月球表面,不会像在地球上那样发生瑞利散射而让天空变蓝。

因此,即便是在月球上的白天,也能看到星星,它们不会完全被太阳光淹没,只有太阳所在的区域才看不到星星。既然如此,为什么月球照片中的天空一团漆黑,都看不到星星呢?

事实上,登陆过月球表面的阿波罗宇航员都看到了星星,而月球照片中没有星星的原因与相机曝光有关。月球表面在太阳光的照射下会变得非常明亮,其亮度远远高于天空中的星星。

为了让明亮的月表能够正常曝光,需要控制进光量,这就使得天空中那些暗淡的星星无法被拍摄下来。如果想拍到暗淡的星星,就需要提高进光量,这会让月表过曝光,无法拍到正常亮度的月表。具体可以通过如下的实验来做个简单验证。

笔者用焦距为750毫米、口径为150毫米的天文望远镜,配合焦距为25毫米的目镜(放大倍数为30倍)拍摄到了上图的月球。图中月球正常曝光,周围的天空都黑的,看不到星星。如果提高进光量,可以拍到如下的景象:

可以看到,月球周围出现了两颗星星,但月球此时已经过曝光,无法看清它的表面细节。

事实上,阿波罗宇航员在月球上曾经拍摄到星空,如下图所示:

图中最大最亮的天体为地球,已经过曝光。而在地球的周围,出现了很多星星,它们都是遥远的背景恒星。

事实上,只要出了地球大气层进入太空中,也能看到满天繁星,即便在有太阳照射的白天也能看到,原理与在月球上的一致。由于没有大气干扰,太空中成为观测天体的绝佳地方。正因为如此,哈勃太空望远镜能够获得巨大的成功,让我们看到了极为遥远和早期的宇宙。


火星一号


其实我们看见的是天空盒,也叫做天空环境球。

其实,科学家早就发现了,太阳系外面有一个神秘的保护层。我们在地球上可以用望远镜看到银河系,看见见夜晚的星辰大海。但是,宇宙飞船过了一百二十亿公里这个范围就完全不一样了。站在那个范围就发生奇怪的现象:往太阳系外面看是一片漆黑。除了太阳系里面看是一片漆黑,也看不到太阳,因为太阳的光线无法传送到一百二十亿公里。

这个问题用科学的眼光看来非常复杂,其实制作过游戏的人看来就非常非常简单。为什么呢?

制作过或者懂游戏制作的人都知道,有一个东西叫做环境球。你站在大地上看到的天空星空,就是环境球。环境球是有范围的,一旦你出了那个范围,就看不见它了。

那么,有些朋友,可能会说了,意思是说天空中看到的星球是假的吗?其实不是的,星球是真的存在。但是,就算你游戏世界里面有再多的星球,你在地球上也不一定看得见它们,因为视野范围是有限的,超过视野范围的东西,你都看不见。

所以,这个时候,如果用一个环境球弄在地球外面的话,人们站在大地上就可以看见美丽的星空了。但是,每一个星球的环境球都是有范围的,你出去了,就看不见了。

有些人可能会说,空气,阳光,等等,很多因素。但,实际上,最主要的原因是月球外面的环境球跟地球上不一样。就好像做游戏的时候,每一个星球外面都有不同的环境球。

其实,太阳系外面的神秘地带,就相当于是游戏里面的真空地带。比如说:一个星球是A,另一个星球是B,它们中间有一个没有制作任何模型的地带,也就是无法通过的死亡地带,一般情况下,只能经过特定的渠道传送。

随着游戏技术的发达,制作出来的虚拟世界也是越来越接近现实。就有许多人发现,早有一天,我们制作出来虚拟世界会是百分之百逼真的。

所以说,虚拟的模型,虚拟的手段是解释宇宙奥妙的最好手段。





二蛋天王


首先,月球上之所以看不到星星是有原因的!至于是什么呢?来听我的答案!当夏季夜晚时,我们总喜欢打个凉席在楼顶仰望星空,那时候的天空,无比的璀璨,可谓是群星闪耀啊。不过随着近年来的污染,这些景色已经消失了。

我们之所以能在地球上看到遥远星星发出的光,其实都是来自于大气层的折射和反射,而在白天,同样的大气层也会折射星星的光,但是由于太阳光的亮度太亮了,亮度约为星星亮度的1000亿倍,因此我们无法在白天看到星星。

同样的原理适用于月球,月球由于没有大气层,在月球白天的时候,你是看不到星空的,因为太阳光直接照射月球,造成的亮度超越星空的亮度,而在夜晚你同样是无法观测到星星的,原因在于,这些星星距离太过于遥远了,当它们的光传播到月球的时候,月球将这些光进行反射,因此在月球,无论是白天和夜晚都是看不到星星的。当然,可以看到太阳系之内的天体,比如金星、水星、火星、地球等太阳系内部的天体!

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宇宙V空间


航空航天专业的同学来回答一下这个问题

在太空中、在月球上都可以看到星星的,你想问的应该是,为什么在月球上拍摄的那些照片中没有看到星星?(下面这张图中,天空就是黑漆漆一片)

其实这个问题很简单,就是因为相机设置的问题。我们都知道拍照的时候有个很重要的事情就是曝光,如果曝光多了,照片里比较亮的地方就是一片死白;如果曝光少了,那些比较暗的发光部分就是一片黑(如下图所示,就是不同曝光下的照片)。

因为月球上没有大气,所以太阳照射下,月球表面的亮度比地球上盛夏正午的亮度还要高得多,甚至于宇航员必须要带上特殊的面罩才能够保证面部和眼镜不被晒伤。所以这个时候相机一定要把曝光时间设置的特别特别短,才能够拍摄清楚月球表面的照片。

但是这个时候,微弱的星光自然就拍摄不到了。别说是在月球上了,下面这张在地球上拍摄的照片中,天空也是一颗星星都看不到——这不是阴天没有星星,而是汽车车灯的灯光太强烈了,相机只能够缩短曝光时间,导致天空中的星星都拍摄不到了。


航小北的日常科普


这个问题曾经牵扯出一个人们纷纷议论的事件,就是质疑登月的真假。


其中有一条就是,地球受到大气层的遮挡,都有如此明亮的星空,而为何没有任何大气层的月球上,反而一点星光没有。许多人就怪异实在摄影棚里拍摄造假,登月完全是骗局。

至于登月是真是假,我不在这里辩解。但是,在月球上看不到星空,相信我能给你一个很好的解释。

简单来说,地球之所以有蓝蓝的白天,完全是因为大气层对光的散射和阻挡作用,我们知道太阳光由七种颜色构成,这七个颜色的光波长短是不一的。红色光的波长最长,紫光的波长最短,一般来说红黄光的穿透能力较强,不易散射,而蓝色光光波不仅短,而且容易被散射,受到大气分子和天空水汽等,就把蓝色光散射到整个天空,我们看到的天空就成了蓝色。天空有颜色,完完全全是大气的作用。


如果地球没有大气,那么我们就不会有天空,直接看到的就是漆黑的宇宙空间,自然也就是和月球一样漆黑一片。

那么问题来了,看不到星星是怎么回事?前面解释为何月球天空看起来会黑,现在来解释为何看不到星光。


这个是最好解释的,你在地球白天能够看到星光吗?显然是不能的,微弱的星光全部都淹没在强烈的阳光里。同理,人类登月只登陆过月球的亮面,亮面是什么,是白天,星光都淹没在了阳光里,加之月球没有大气,看上去就好像夜晚。造成了夜晚没有星星的假象,其实那是白天。


壹点科谱


因为地球有生命,有新鲜的空气,高高的夭空有臭养层,看到的天是蓝天白云,眼晴能穿越视线,并且地球有白昼之分,所以,一到晚上能看到天上的星星。大家都知道,月球饶着地球公转,始终一面超着太阳,没有黑夜,并且月亮不象地球,没有引力,也没有大气层,视线透不过天空,只能看到一片漆黑。大阳的背面没有阳光,很深秘。马上就知道答案了,12月7日,嫦娥四号探测器,发射升空,即将登陆月球背面,哪时候我们就知道月球的背面是否看到天上的星星,我们期待嫦娥四号发射成功。


安永子


有太阳时,你能看到星星么?难道星星消失了??




精馨美学设计


放心,我们并不是生活在《楚门的世界》。至少我们目前在太阳系内的观测结果来看一切正常。

在大气层外,有哈勃太空望远镜一直为我们探索星空。还有旅行者1号、旅行者2号、先驱者号这些深空探测器正在逐渐飞离太阳系,他们拍到了许多美丽的星空照片。

月球照片看不到星空的原因,和我们(白天)拍地面照片看不到星空是一样的:因为有更强的光源干扰。


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