太空中的宇航員看到的宇宙是白天還是黑夜?假設(shè)宇航員是在太陽系內(nèi)飛行,不是圍繞一顆行星飛行,而是在太陽系中穿梭那種,那么宇航員的眼中看到的是黑夜還是白天
太空中的宇航員看到的宇宙是白天還是黑夜?
白天黑夜只是地球生物的感覺,當然這些生物中有智慧和思維的只有人類。人類能夠知道什么時候是白天,什么時候是黑夜,但界限也并不是很清晰。
而其他動物和植物,也能夠感受到白天和黑夜,許多動物到了晚上也和人類一樣休息,而白天就開始活動和覓食。也有些動物晚上覓食,白天休息。植物白天充分的吸收陽光,在體內(nèi)進行光合作用,吸收二氧化碳,釋放出氧氣;到了晚上沒有了光合作用,就吸收氧氣,釋放出二氧化碳。
每天太陽從地平線上出來到落下地平線前,就是白天,反之就是黑夜。即便烏云覆蓋大地,這種感覺也還會存在。由于地球上包裹著一層厚厚的大氣,大氣會對陽光進行折射、反射、衍射,太陽沒有出來時,通過大氣的折射、衍射、反射,天空就亮了;而太陽掉落到地平線后,天空一下子也不會突然暗下去。這就是人們對白天黑夜的概念沒有嚴謹準確時刻的原因。
太陽東升西落實際上不是太陽自身運動造成的,而是地球自轉(zhuǎn)造成的。地球每天自轉(zhuǎn)一圈,就每時每刻都有一半向著太陽,一半背著太陽。向著太陽的一面就是白天,背著太陽的一面就是黑夜。
地球每時每刻都圍繞著一根看不見的自轉(zhuǎn)軸,由西向東轉(zhuǎn)動,這樣地球上不同地方的人們就可以在不同時間看到太陽從東方升起,西方落下。人們?yōu)榱私y(tǒng)一時間認識,就劃分了時區(qū),把0°經(jīng)線作為時間的起點,將全球經(jīng)線每隔15度相差1小時,劃為24個時區(qū)。
現(xiàn)在明白了吧?白天黑夜是地球概念,是太陽照耀或不照耀的一種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不光在地球上存在,幾乎在所有的星球上都存在,比如月球、火星、木星等都存在,只是那里沒有人類去感受和評頭論足而已。
不過距離太陽越遠,太陽這種照耀的結(jié)果就不一樣。越遠陽光就越弱了,到了太陽系邊際,太陽就成為一顆星星,就沒有了白天和黑夜之分了。
在太空中,由于不存在空氣,或者說氣體分子密度非常小,幾乎沒有陽光的折射、散射、反射發(fā)生,這樣,人們?nèi)绻麑χ柟,就會看到一個耀眼的光球,而其他地方一片黑暗,如果背著太陽的地方,就會一片黑暗冰冷。
太空中沒有大氣,不但不能折射反射衍射陽光,而且對陽光中的高能射線沒有了過濾和防護作用,在沒有護目鏡和宇航服的保護下,陽光不但會燒傷燒瞎眼睛,還會被烤糊了人的身體。
這是因為太陽能量是以電磁輻射的形式傳遞的,電磁波中不但包含了可見光,還包含了無線電波、紅外線等低頻低能電磁波,和紫外線、X射線、伽馬射線等高頻高能電磁波。這些高能高頻電磁波在經(jīng)過地球大氣層時,會被大氣層臭氧層等吸收和反射消化掉,很少來到地表,這樣就保護了人類和生物。在太空這種保護沒有了,陽光的殺傷力就很強了。
由于太空中沒有大氣,因此太陽的電磁輻射沒有相互作用的對象,沒有大氣分子運動,太空中雖然充滿了電磁輻射的能量,但不會發(fā)出熱量,溫度就很低。在遠離地球氣體分子極少的地方,太空溫度低至零下200多攝氏度,甚至接近絕對零度。但太空船向陽的一面,由于接觸了陽光,溫度會上升到100多攝氏度,而背向太陽的一面則冷到零下100多攝氏度。
這是指在地球大氣層上面,距離太陽并不太遠的太空,如果越靠近太陽,受到的輻射就越大,太空船向陽一面溫度就越高。比如帕克號太陽探測器,在接近太陽表面600萬千米時,要耐受1400多攝氏度的高溫炙烤,因此配備了厚達11.4厘米的碳復合材料防護罩,才能夠繼續(xù)完成探索任務。
在那個地方,假如有人遙看太陽的話,看到的太陽會充滿整個視野,你說是白天還是黑夜呢?但如果背對太陽,看到的就是一片黑暗了。
實際上,在太空中的飛船里,無遮無擋,如果飛船四邊都有舷窗,你隨時都可以看到太陽,有什么白天黑夜感覺呢?但看到太陽就像鑲嵌在黑暗太空的一個光球,只是照射在飛船里,由于有空氣折射,才會有亮堂的感覺。而從另一面沒有太陽的舷窗看出去就會黑暗一片。
飛船如果飛離太陽很遠,比如現(xiàn)在距離太陽已經(jīng)有223億千米的旅行者1號,看到的太陽視星等為-15.87等,滿月最亮時的視星等為-13等,那個地方的白天也就比滿月之夜光一些了。而在那里,地球和月亮早就看不到了。
如果飛出了太陽系1光年的邊際,在那里的太空看到太陽也就是一顆比較亮的星星了,和現(xiàn)在晚上看到的木星差不多。這里就更沒有白天黑夜之分,只有茫茫黑夜了,要一直飛到另一顆恒星附近時,才會看到又一個太陽。
就是這樣,感謝閱讀,歡迎討論。
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原創(chuàng),聽中國第一代宇航員,也是中國第一個登上太空的英雄揚利偉說過,在太空中看到的宇宙是漆黑的,分不出是白天或者是黑夜,遠處有點點的星光,但不會眨眼,一直亮著。
宇航員不論是圍繞著太陽系內(nèi)或其它行星飛行,太陽光是能照射在宇航員身上或飛船上,因為設(shè)置了吸光的裝備,但是光不能反折射出去,是因為太空內(nèi)是真空的,沒有任何雜物在太空中飄浮來折光,也沒有大氣層之類的來折射太陽的光,所以宇宙空間全是黑黑的,而且還特別冷,雖然太陽光再強,也照不到太空中去,所以才會冷。
剛才說了宇航員在太空中能看到星星,不過看到的星星不會一閃一閃的,就只是一個個的小亮點而已,也像在地球看到的星星一樣,好遠好遠。
(科學領(lǐng)域)。
宇航員在外太空,看到的宇宙是白天還是黑夜?
目前在外太空飛行并且載人的只有國際空間站,國際空間站在距離地面400公里高度軌道上繞地球飛行,大約90分鐘就會繞地球一圈。原本在地球上24小時只能看一次的日出和日落,在太空繞地球運行的時候能看16次。
太陽直射點在地球表面的南北回歸線之間往復移動,它決定著晝夜的長短,同時地球的自轉(zhuǎn)決定著晝夜的更替。其實說白了,地球是球型的,太陽光理論上最多只能照射到地球的半個球體,被照射到的地方自然就是白晝,并從緯度上距離太陽直射點越近平均溫度就會越高。
那么如果在外太空,被地球遮擋太陽光,按照定義同樣可以算作是黑夜,但如果沒有任何天體遮擋,那么外太空就永遠都是白晝,除非有一天太陽燃燒殆盡變成了白矮星。但是太空中的白晝和地面上的白晝有很大的區(qū)別。
首先在地面上白天仰望天空可以看到藍藍的天萬里無云,或者陰雨連綿烏云密布,總之是有顏色的。但是在外太空,雖然也是白天,但是除了朝著太陽去看,其它天區(qū)完全是黑色的,并且是那種非常純粹的黑色。在我們的現(xiàn)象中夜空中應該布滿繁星,但根據(jù)宇航員的回憶,以及在太空中拍攝的照片,是完全看不到星星存在的。
其實主要還是因為沒有大氣層的干擾吸收,太陽光是非常強的,因為太陽的亮度超過了所有其他的恒星和行星,我們的眼睛其實和相機一樣,為了適應這樣的光亮強度,感光靈敏度會降到最低,那些微弱的星光自然就看不見了。
一般我們看見國際空間站拍攝到的漫天星辰照片,都是當空間站飛行到地球的陰影來拍攝,并且曝光時間要足夠長才能捕捉到足夠的星光。這點跟在月球上拍攝照片類似,很多人說出了地球或者在月球上仰望星空就看不到星星了,認為星空是高級文明給我們設(shè)定的幕布。
太空是很神奇的地方,雖然看起來陽光很足,但如果是背對著陽光,實際上是非常寒冷的,因為熱的傳播有三種:熱傳導、熱輻射和熱對流,但是太空中接近于絕對真空,沒有介質(zhì)存在。最后熱的傳遞只能靠熱輻射,因此在沒有光照的時候,溫度會非常低,但是有光照的時候溫度會非常高。
這樣的環(huán)境對于探測器是一種嚴峻的考驗,例如我國航天員楊利偉在外太空執(zhí)行任務的時候,曾聽見不明的敲擊聲音。很多吃瓜小伙伴認為是“外星人在敲窗”,當然這是玩笑話,實際上可能的原因就是探測器在繞地球運行的時候短時間內(nèi)會經(jīng)歷高溫和低溫的極致環(huán)境,最終熱脹冷縮產(chǎn)生聲音。
地球上生物的生物鐘實際上跟地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的晝夜交替季節(jié)更替都有很大的關(guān)聯(lián)性,但如果未來某一天人類進入太空進行星際航行,那個時候沒有了晝夜交替的概念,也沒有了一年四季的概念,向外望去就是無盡的星空,是真的會從生理和心理上對我們施加影響。
文/科學黑洞,圖片來源網(wǎng)絡侵刪。
我是弄潮科學,很高興回答這個問題。
這個問題目前尚沒有宇航員在太陽系內(nèi)飛行過,太陽系中的太空究竟是什么樣子還是未知,我們就從現(xiàn)有的知識來簡單分析一下。
這不需要高深的理論。
人眼能在地球上看到白晝黑夜,是因為地球由西向東的自轉(zhuǎn)帶動我們一塊運轉(zhuǎn),如果地球轉(zhuǎn)到了太陽的一面,陽光普照,于是稱之為白天;反之地球自身遮擋了陽光就成了黑夜。而地球自轉(zhuǎn)一周是24小時,于是一晝夜就是一天。
如果宇航員離開了地球,來到了空曠的太空,會被陽光直接照射,要是沒有什么大體積的物體遮擋,就會一直處于白晝之下。當然距離太陽越遠,陽光越微弱,就像距離太陽44.37億km之外的冥王星,那里看太陽就只有黃豆大小。
能不能看到太陽系外的星星?
當然可以!
由于太陽系內(nèi)的太空不像地球這樣有濃密的大氣層來散射陽光,太空中的星星不會閃爍并且除了白亮亮的星光,就是黑洞洞的宇宙,或許還有長長的銀河系帶,因為既然地球上能看到,太空中的宇航員應該也可以看到。就像一塊漆黑的巨大布料上點綴一些白色小點。可能會有幾顆紅的或藍的亮點,那是紅矮星或藍巨星的光芒,但不明顯。如果幸運地在一顆大行星上空,就可能會看到美麗的行星云。
我們知道白天和黑夜的交替變化是由于地球的自轉(zhuǎn)運動所造成,也就是說當我們的天空面向太陽時我們就處于白天之中,而背對太陽時我們便會看到宇宙本來面目——黑暗。下圖,天問一號回望地球。
嚴格來說黑夜與白天時發(fā)生在地球大氣層內(nèi)的事件,我們知道天空之所以明亮是因為有物質(zhì)反射太陽光,而空蕩蕩的宇宙缺少物質(zhì)實現(xiàn)漫反射因此也就變成了漆黑一片了,所以我們可以認為宇航員眼中的太空也是黑暗的。
但是看到的星星會有變化嗎?對于宇航員所能觀察到的星星范圍問題,首先來說處于地球表面的人類用肉眼所能看到的星星大約一共有六千顆左右,這些星星中除了少數(shù)幾顆為太陽系內(nèi)的天體外,其他的星星幾乎都是銀河系內(nèi)距離我們不超過一百光年范圍的恒星,當進入太空后,由于消除了大氣和光污染等因素的影響,宇航員其實可以看到更為明亮且數(shù)量更多的星星,這些星星當然主要也是太陽系外的星星。此時你可能發(fā)現(xiàn),我們通?吹降母黝愄照掌尘爸卸际瞧岷谝黄,并沒有閃爍的星光,這其實和相機的曝光有關(guān),為了降低高強度太陽光的影響,在拍攝地球或者月球等天體時通常都會縮短曝光時間,因此相對暗淡的星星也就無法在照片中顯示出來了,如果避開太陽光的影響并延長曝光時間,就可以拍下滿天繁星了。
為什么宇航員會看到黑夜?當然是因為宇宙本身就是漆黑的環(huán)境,那么宇宙為什么是漆黑一片呢?要知道宇宙中的星星百分之九十九以上都是發(fā)光發(fā)熱的恒星,這個問題曾被德國天文學家奧伯斯思考過,并提出了著名的奧伯斯佯謬。
在宇宙大爆炸理論提出之前,許多人認為我們的宇宙是處于恒穩(wěn)態(tài),但是這種恒穩(wěn)態(tài)宇宙模型無法解釋漆黑宇宙的成因,因為假如宇宙是恒穩(wěn)態(tài),那么宇宙中的恒星遲早會照亮整個宇宙,但現(xiàn)實顯然并非如此。早期奧伯斯本人也曾以宇宙中星體和星際塵埃遮蔽和吸收光線來解釋奧伯斯佯謬,但顯然這并不靠譜,因為這些遮擋物遲早會被恒星加熱到和其自身相同的溫度。
知道宇宙大爆炸模型提出后,奧伯斯佯謬才有了較為科學的解釋。宇宙大爆炸理論認為,我們的宇宙誕生于138億年前的奇點爆炸,暴漲的空間稀釋了所有的光子,空間的超光速膨脹形成宇宙中的“事件隔離區(qū)”,“隔離區(qū)”之外的恒星發(fā)出的光線永遠也無法抵擋“隔離區(qū)”之內(nèi),因此宇宙中的恒星也就無法照亮整個宇宙,除此之外空間的膨脹還會使光線發(fā)生紅移效應,遠離我們的恒星所發(fā)出的光線,其波長被逐漸拉長,假如所有的合成光都被拉伸成紅外光,那么宇宙在我們眼中自然也就是漆黑一片了。
由于太空是真空環(huán)境,空間上無法形成有效的漫反射,因此位于太空的宇航員只能看到黑暗的宇宙背景和明亮的星星。
感謝瀏覽。
太空無介質(zhì),無光返射所以是黑色的。
宇宙應無晝夜之分,因為所有的恒星星系都有電磁波輻射,連黑洞的視界部分都很明亮,超新星爆發(fā)其亮度遠超太陽光。宇宙中無數(shù)能量無限的光源,將它的角角落落都照亮了。
晝夜的概念產(chǎn)生太陽系行星,其實系外行星等也應類似。在白天照亮地球的不光有太陽,仙女座等星系光芒早已照亮了非州草原。到了晚上那些光線幾乎全部都離開了地球,為什么?
因為地球是個不透明的球體,當太陽等光線照射到地球表面時,被照亮的地球的一半是白天,沒有照亮的一半是黑夜。如江南等地白天時南極還在夜晚。由于地球自轉(zhuǎn)又引起了晝夜的交替。宇航員和地球居民看到的應差別不大。
2020--8--26
太空中的宇航員看到的宇宙是白天還是黑夜?
我們經(jīng)?梢钥吹揭恍┯詈絾T在太空漫步的圖片,其實這里面很多都是合成的圖像。從目前來看,能夠容納宇航員在太空中工作的地方只有國際空間站了,那里距離地球表面400公里左右,大概一個半小時就可以圍繞地球運行一周,如果在空間站中的宇航員細心留意的話,那么在地球上計時所用一天(24小時)的時間,在空間站內(nèi)部可以看到日出和日落16次左右。有的朋友不禁要問了,宇航員在外太空中看到的宇宙,到底是白天還是黑夜呢?
由于地球的自轉(zhuǎn),在地球上能夠形成不斷變化的晨昏線,這條線就是區(qū)分地球白天和黑夜的分界線,我們處在太陽照射到的半球,覺得周圍都是明亮的,我們自然認為就是白天,反之就是黑夜。
而在月球上,同樣擁有著這條晨昏線,不過假如你站在月球的“白晝區(qū)”,也不會像地球上的那樣周圍都是明亮的,仰頭望去只有太陽所在的地方是一個明亮的圓形光源,其它距離更遠的恒星,呈現(xiàn)的是一個個小的光斑,但是如果不是正對著太陽看的話,這些星星所發(fā)出的光線,在空中的亮度應該比地球上清晰得多。我們?nèi)绻皖^看看月球的表面,也只能看到明亮與黑暗區(qū)塊共存和交錯分布的現(xiàn)象,并不會像地表那樣幾乎全是明亮的狀態(tài)。
之所以出現(xiàn)這樣的情況,主要的原因在于地球擁有比較濃密的大氣層。來自太陽的光線,是包含著伽馬射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電波多種射線共同組成的復合型電磁波,能夠激發(fā)人眼視覺神經(jīng)系統(tǒng)來感知明亮程度和顏色的,是其中的一小部分-可見光。當太陽光線照射到地球的大氣層之后,由于氣體分子和一些塵埃物質(zhì)的存在,一小部分光線的能量被吸收,從而增加了這些氣體分子和塵埃物質(zhì)的內(nèi)能,于是溫度得以提升,通過大氣層的光線來到地表之后,其中的一部分能量也會被地表的各種物體所吸收,從而地球的整體就會被太陽輻射所“加熱”。
與此同時,無論是大氣層中的氣體分子、塵埃物質(zhì),還是地表的各種物體,除了吸收一部分的光線能量以外,對太陽光線會還會產(chǎn)生不同程度的反射、折射和衍射作用,整個大氣層的空間中擁有數(shù)不勝數(shù)的氣體分子,那么太陽光線就會反復發(fā)生這種反射、折射和衍射,最終的結(jié)果就是將整個大氣層空間都“照亮”了,幾乎每一處暴露的區(qū)域,人眼觀察所至,就會刺激到人眼的視覺神經(jīng)系統(tǒng),我們自然而然地認為這就是白天。
因此,當沒有外界光源、或者外界光源非常微弱、再或者沒有大氣層持續(xù)反復地對光線進行反射、折射和衍射的作用,我們?nèi)搜鄣囊曈X神經(jīng)系統(tǒng)就很難被刺激形成視覺信號傳遞到大腦中,大腦判斷的信息就是周圍的環(huán)境空間“一片黑暗”,這就是我們認為的黑夜。對于外界沒有光源或者外界光源非常微弱的情況,可以很容易聯(lián)想到太陽下山以后,整個天空中除了月球反射的太陽光線外,再也沒有太大的光源,這種光線強度與白天相比低了很多很多倍,即使?jié)M月時分,我們視覺系統(tǒng)判斷出來的也是非常微弱的光照信息。如果我們能夠站到海王星的表面,由于光線在宇宙空間傳輸過程中會有一定程度的“損耗”,太陽光線在到達海王星以后的能量密度就非常低了,我們即使在海王星的“白天”,也體會不出晝與夜的區(qū)別了。
下面,再來看看沒有大氣層的情況。地球的大氣層從低到高依次分為對流層、平流層、中間層、熱層、散逸層,其中熱層距地面的高度為80-800公里之間,散逸層的高度距地面800到2000公里之間,其實這兩層中的大氣已經(jīng)非常稀薄了。國際空間站所處的軌道位置,就處在熱層之中,那里由于空氣分子數(shù)量非常稀少,以至于發(fā)生對太陽光線的折射、反射和衍射效應不明顯,所以假如我們處在國際空間站之中,能夠透過玻璃朝外看的話,周圍應該是一片漆黑的環(huán)境,太陽在畫面中就像一個光球一樣,點綴在巨大的“黑幕”中。
由于空間站內(nèi)部具有標準的氣壓,說明空氣分子密度水平與地球大氣層下端差不多,所以太陽光線如果通過玻璃照射進來的話,那么就會發(fā)生和地球大氣中同樣的現(xiàn)象,光線通過無數(shù)次的反射和折射,最終將空間站的內(nèi)部完全照亮,與空間站之外形成了明顯的反差。
離開恒星看宇宙全是黑夜,為什么。因為宇宙是寒冷的,冷是黑色的,,,
太空沒有空氣,光是無法散射的,星星不是這樣的??,是光點。因此除了黑暗還是黑暗。
海上,偶爾可以看見其它的船。太空中除了自己的船和黑暗外,剩下的只是寂寞。
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