月球|为什么在地球上能看到星星,而月球星空照片一片漆黑?
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在上世纪60年代末 , 美国发射的阿波罗11号宇宙飞船 , 携载着包括尼尔·阿姆斯特朗在内的3名宇航员登上了月球 , 使人类的足迹第一次印刻在了距离地球最近的天体-月球之上 , 成为人类进行太空探测的一个举足轻重的里程碑 。 然而 , 美国登月长期以来一直有部分人存在着怀疑 , 其中有一个“证据”就是宇航员在月球上拍摄的图片中 , 整个星空都是黯淡无光的 , 没有一颗星星 。 作为对比 , 即使是被浓密大气层覆盖的地球 , 在其表面用相机拍照 , 也能看到和拍摄到星星 , 为何在月球上就不行呢 , 是不是作假过程中带来的瑕疵呢?
事实当然不是这样的 。 大家知道 , 月球由于质量较小的缘故 , 其表面引力只有地球上的16 , 没有足够的力量将大气层有效地“聚拢”在它的周围 , 同时再加上月球内核早已冷却 , 磁场因此消失殆尽 , 从而缺乏对太阳高能粒子流的冲击 , 即使原有的大气分子 , 也被高能粒子流持续地进行电离分解 , 从而散逸到宇宙空间中 , 最终使得月球表面的大气层异常稀薄 。
【月球|为什么在地球上能看到星星,而月球星空照片一片漆黑?】
据测算 , 月球周围的大气分子质量总共还不到10吨 , 大气密度仅有地球海平面平均值的100万亿分之一 。 与此同时 , 月球表面由于失去了大气的对流和湍流等运动 , 空中也几乎没有灰尘和细微颗粒悬浮 。 在这样的情况下 , 来自外界的光线 , 可以“不费吹灰之力”照射到月球表面 。 如果我们以宇航员的视角 , 在月球表面向天空望去 , 无论是看到的星星数量 , 还是星星的亮度 , 都要比在地球观看要显著的多 。
那么 , 为什么刚才提到的在月球上拍摄的星空照片上 , 没有一点星光呢?这其实与月球表面光线的反射情况以及摄影设备的光学特征有关了 。 爱好摄影的朋友肯定知道 , 当要拍摄一个物体或者景观时 , 如果目标区域的光线强弱有极强的反差时 , 不太容易成功拍摄出优秀的作品来 , 假如使用传统的方式来拍摄 , 势必会因目标区域产生的高度光度差 , 使得照片中的某些区域过度曝光 , 甚至拍出的照片上呈现一片白色 。
刚才提到了 , 月球因为没有大气层和灰尘、细微颗粒的干扰 , 来自外界光线(特别是太阳)在月球上空基本上没有什么反射、折射和衍射作用 , 这就使得月球的白天与地球上截然不同 , 根本不是周围一片光亮的景象 , 被太阳照射的地方如果有光线反射到观察者的眼中 , 那么就非常刺眼 , 被太阳照不到的地方、或者即使被太阳照到而没有光线反射到观察者眼中(也就是角度不对) , 那么也是漆黑一片 。
因此 , 当用摄影仪器进行拍照时 , 月球的表面、宇航员本身强烈反射太阳光线的几率要大得多 , 而来自天空的光线则没有反射到摄影仪器中 , 这样就产生了成像区域强烈的光度差 。 如果要拍摄清楚宇宙员和月球表面 , 这时就需要应用更小的曝光值和更低的光圈值 , 否则要达到在照片中看到星星 , 月球表面上的物体包括宇航员就会过度曝光 , 成为一大片白色的光板了 , 如果星空中月地球的话 , 地球的亮度也极其失真 , 说它像太阳也不足为过 。
因此 , 为了可以展现出宇宙员的工作场景 , 以及记录月球表面的基本特征 , 摄影仪器必须进行曝光和光圈的“低值调校” , 而这样做所带来的遗憾就是照片上失去了多彩的星空 , 事实上人们用眼睛观看星空的话 , 则不会出现这种情况 , 星星还是那颗星星 , 依然灿烂地挂在宇宙中 。
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