王亚平太空是深邃的黑色！揭露太空原貌，跟NASA照片差很大？

　　期待已久的中国空间站第一堂太空课如约而至，王亚平、翟志刚和叶光富三位神舟十三号航天员为地球上的大家，上了一堂生动有趣的太空课。这是自8年前神舟十号的首次太空授课后，王亚平再一次开展太空授课活动。
　　在这次天宫课堂中，航天员为我们展示了失重环境下的各种奇特现象，例如，发出荧光的细胞、乒乓球在太空的水杯中不会浮起来、航天员在太空中转身、在太空中制作水球并在里面添加泡腾片。
　　在这两次太空授课中，都有学生问航天员相似的问题：＂太空中会看到怎样的景象，天空是什么颜色的？＂对此，王亚平表示，在太空中看到的天空是深邃的黑色，而非我们在地球上看到的那种蓝色。
　　看过彩虹就知道，太阳光并不是单色的，而是由7种颜色复合而成。不同颜色的光区别在于它们的波长，它们统称为可见光。太阳光中波长较短的可见光为蓝紫色，波长较长的可见光为红橙色。
　　当太阳光照射到地球大气层时，不是所有波长的光都能沿直线传播到达地面。大气中存在氮气、氧气、二氧化碳等气体分子，太阳光照射过来，波长较短的光很容易发生瑞利散射，因为这种散射强度反比于波长四次方。蓝光被大气层朝着四面八方散射，使其布满天空，导致我们无论从哪个方向看天空，都会接收到蓝光，所以天空也就成为了蓝色。
　　而太空中每立方米的空间中平均只有6个原子，几乎是真空的状态，太阳发出的光在太空中将会沿着直线传播，不会出现散射，所以太空看起来是黑色的。太空中没有大气污染，也没有光污染，这也让太空显得特别深邃。
　　在王亚平此前进行太空行走时，我们看到的太空确实是完全黑色的，只能看到悬浮着的蓝色地球，以及耀眼的太阳。那么，为什么NASA的哈勃太空望远镜却显示出宇宙是五彩斑斓的？为什么会差这么多呢？
　　在航天员太空行走时，画面中的太空看不到星星。这是因为星光要比地球、被太阳照亮的空间站和太阳本身暗得多，为了能够拍到空间站和地球，进光量要尽量控制小一些，这就导致暗淡的星光无法显示出来。
　　我国的玉兔二号在没有大气的月球上，拍摄到的月球天空也都是完全黑色的，看不到任何星星，原因也是一样的。但航天员在太空中可以亲眼看到星星，只要避开强光的区域，让眼睛适应黑暗。事实上，太空中的星空要更加清澈明亮，星星看起来也显得更加璀璨，并且也没有因为像地球上那样受到大气干扰而眨眼。
　　但不管怎样，航天员在太空中看到的星空也不会像哈勃拍到的那样。哈勃所拍摄的星云、星团、星系都离地球非常远，它们发出的光到达地球时已经非常暗淡，很多都是肉眼不可见。
　　为了捕捉到那些暗淡的深空天体，这时就需要尽量加大进光量，延长曝光时间。事实上，通过这样的方法，在地球上也能拍摄到五彩斑斓的宇宙照片。下面这张是笔者用口径15厘米的天文望远镜+冷冻CMOS，累计曝光4小时后，拍摄到的猎户座大星云（M42）：
　　下面这张是累计曝光8小时的三角形星系（M33）：
　　无论是猎户座大星云（距离1300光年），还是三角座星系（距离300万光年），它们在地球上都是肉眼可见的，但肉眼看到的是一团白色的云雾。只有通过天文望远镜长时间曝光，大量聚集光子，才能显示出它们本来的面貌和颜色。
　　最后，值得我们更加骄傲的是，这一次太空直播画面清晰流畅，整个过程相当完美，这得益于我国的天链一号和二号中继卫星系统投入使用，让空间站的信号下行速率高达1.2 Gbit/s。也因为如此，我国的航天员在空间站上也可以用手机和电脑上网，而且还能与地面进行视频通话，这让航天员的太空生活变得更加丰富。