| 面对未知的宇宙， 人类永远是个好奇的孩子。  “不得了，天文知识增加了！”【第24期】 Q1： 方方正正的方方【提问】为什么有时候感觉天空红橙黄绿青蓝紫的颜色都来了个遍？A： 也许阳光看起来是无色的，但“大象无形”，其中蕴含着的可不是几张色卡就能说得明白的呢。当然了，实践出真知，你可以在某个天朗气清的上午举起一块棱镜，透过阳光，一道靓丽的彩虹就浮现了。不过，我们日常生活中见到的光其实都只是宇宙中各种光的一部分，即我们所说的“可见光”。  不同波长的可见光 / 网络 就像滔天洪水的能量在海浪中传播，光能也是以波的形式传播。光，其实是一种电磁波，可按其波长长短、频率低高，将其粗略地排列为，红外光、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外光。不过所有的光都是以直线传播的，除非有“拦路虎”，比如：镜子（反射），棱镜（折射），或是今天问题的主角——大气中的气体分子（散射）。  蓝光相比于其他波段的光更容易被散射 / 网络 阳光到达地球的大气层时，被地球大气中的气体粒子和空气小分子向四面八方散射。其中，波长较短的蓝光相比于其他波段的光更容易被散射，这也是为什么我们大部分时间看到的都是蓝天。在趋近地平线的地方，天空逐渐过渡成浅蓝色或白色，因为从低空照射到我们的阳光比从头顶垂直照射我们的阳光要穿过更多的空气。当阳光穿过空气时，空气分子会多次向多个方向散射、再散射蓝光。此外，地表也会反射和散射光。所有这些散射光都将再次混合在一起，所以我们可以看到更多的白色和更少的蓝色。  地平线附近天空趋近浅蓝色或白色 / 网络 而夕阳西下之际，光线距离变长，光线穿过更多的大气，蓝光散射得更多，剩下红光和黄光直击你的眼眸，于是此时所见的便是夕阳红。  日落的夕阳红 / 网络 又或者有时，整个天空流光溢彩，这是因为尘埃、污染或其他气溶胶微粒也会散射蓝光，呈现出更纯粹的红色和黄色光。 所以说天空是啥色调，取决于大气环境。例如，火星的大气层非常稀薄，主要由二氧化碳组成，并充满了细小的尘埃颗粒（土大），散射的光不同于地球大气层中的气体和粒子所散射的。NASA的“毅力号”和“洞察号”传回的照片告诉我们，在白昼，火星上的天空呈现橙黄色；而日落西山时，沙尘产生的米氏散射令太阳周围的天空转为魔幻般的蓝灰色调。   由NASA探路者号火星探测器拍摄 / NASA/JPL 【智能（zhàng）机器人：土大的时候，地球也能像火星。】 Q2： 外来的阳茗【提问】现代观测技术是否能直接越过星际尘埃观测天体？ A： 当然可以了，而且，我们每天都在享受着它的便利呢！ 我们都知道，我们的手机通讯靠的是接收和发射电磁波——这种电磁波和我们眼睛看到的光线是同一种东西，只不过波长更长。但是，在没有窗户的室内（例如商场或电影院里），肉眼可见的光线透不进来，手机信号为什么依然畅通无阻呢？这是因为，长波电磁波并不会受到常见物体的遮蔽。  这种“长波”电磁波，在天文学中称为“射电辐射”。所有天体都会发出射电辐射，虽然十分微弱，却有得天独厚的优势：不受星际尘埃影响。那些被尘埃遮蔽、可见光下看来黑暗一片的天体，在射电波段观测下，却洞若观火、一览无余。可以说，射电望远镜就像一台“透视镜”，能看到宇宙藏在舞台幕布后的东西！ 除了射电辐射之外，波长比可见光稍长一些的红外线也有类似的作用。红外夜视仪能看到屋子里活动的人影，正是利用了红外线的穿透作用。  船底座星云的可见光照片（左）和红外线照片（右） 在更长的电磁波辐射下，星云变透明了，若干被遮蔽的恒星显露了出来！ / G. Cataldo, 2015 不仅如此，我们都知道，如果阴天下雨，地面上就看不到太阳和星星了。这是因为云层遮挡了可见光的缘故。但是在射电波段，阴云起不到阻挡作用，射电波仍然畅通无阻。因此，即使阴云密布，射电望远镜依然可以进行观测。除非极端的雨雪天气，否则射电观测几乎不受天气影响。  说了这么多，你可能有所意识了——如果手机和射电望远镜的原理类似，那么射电望远镜会不会误收到手机的信号呢？没错，为了不让天文观测受到日常通讯的干扰，国际电信联盟出台了《无线电规则》，保护天文观测常用的射电频率，不允许在工业中使用这些频段。  FAST中国天眼望远镜 / 新华社 但是，由于大型的射电望远镜非常敏感，还是很容易受到各种电器——比如数码相机、电磁炉等等的干扰。所以，在一些大型射电观测站附近，往往设置射电宁静区，以最大程度地减少对观测的干扰。 例如美国绿岸射电望远镜周围，超过三万平方公里的范围都被设为射电宁静区，相当于两个北京市大小。在这个区域内，居民不可使用手机、电视、微波炉、路由器等一切可能带来射电干扰的东西，过着一种质朴天然的乡间生活。在“中国天眼”FAST望远镜周围，无线电设备也受到严格的管控。下次你去参观射电望远镜时，也要记得收好自己的手机噢！ 【智能（zhàng）机器人：让本届网友把手机扔掉可太难了——】 Q3： 李新连【提问】真空不能传声，但是否行星或恒星也会发出声音？只不过我们无法检查？ A： 没错，行星和恒星确实会发出“声音”！声音，在生活中指的是振动频率能被人耳感知到的物体振动，这要求物体每秒振动20至40000次。但对其它生物来说，声音的定义更广泛。例如大象能听到振动频率更低的次声波，而海豚能听到频率更高的超声波。因此，从这个广泛的意义上来说，我们可以认为所有的振动都能产生“声音”。 在地球上，我们把最震撼人心的声音形容为“山崩地裂”。而在其它固态天体，例如月球、金星和火星上，也会发生和地球类似的地震，因此也会隆隆作响。地震（earthquake）这个词来自地球（earth），而地外天体的震动，也拥有自己特定的名字。例如月震称为“moonquake”，火星地震称为“marsquake”，等等。 1969年及之后，美国阿波罗计划的系列飞船在月球上放置了多个探测地震的仪器，并且记录到了若干大大小小的震动。这些震动来自于地球的引力造成的月球结构变化。它们造成复杂的波形，被仪器记录了下来，发送回地球。  阿波罗号放在月球上的地震仪 / wikipedia 通过分析这些波动，科学家可以得知月球深层的构造。除此之外，这些探测仪还可以记录陨石撞到天体上时造成的地壳震荡（敲山震虎的感觉有木有）。类似地，人类发射到火星上的探测仪也探测到了火星内部的微弱震动。这些震动信息对我们了解行星地质至关重要。  火星探测器“洞察号”携带的地震仪（效果图） / wikipedia 在其它坚硬的天体上，也会发生类似的现象，比如中子星——这称为“starquake”。当其内部磁场变化，或者自转速度改变时，它的壳层会发生剧烈活动。这种活动会释放出大量能量，并以伽马射线的形式放射出来。2004年，天文学家曾经检测到了一次剧烈的“中子星震”，它的音高相当于钢琴大字组的黑键升F。 对太阳这样的气态恒星来说，或许很难想象地震或者月震这样的活动，但它们其实也是在不停震动着的——称为“日震（sunquake）”和“恒星震（stellar quake）”。恒星内部，热压和重力你方唱罢我登场，造成了恒星一直都“瑟瑟发抖”。当然，这种振动的频率太低，人类的耳朵是无能为力了。或许对未知的外星生物而言，恒星的振动能演奏出一曲美妙的音乐吧！ 由于恒星光球层以下是不透明的，震动无法被直接看到，所以分析这种震动造成的辐射波动，反而成了认识恒星内部结构的重要办法了。事实上，还专门有一门学问，就叫做“星震学（Asteroseismology）”呢！ 【智能（zhàng）机器人：动次打次动次打次。】 Q4： BlitheLove【提问】《火星救援》中，为什么是土豆？同是淀粉，小麦种子质量轻，利于航天，不是更适合吗？A： 的确，小麦作为种子，质量轻、体积小，比作为块茎的土豆要更适宜携带进入太空。但是，如果种小麦的话，马克（《火星救援》主人公）可能会饿死在小麦出芽的时候。  马克种土豆。 / 《火星救援》 作为第四主食的土豆实际种植周期只有60-100天，相较于种植周期8个月的小麦实在是短得多。当时的火星上，马克在原本食物储量就已经不多的情况下，根本没有余裕拿出一部分种子来，静候八个月等待小麦成熟。根据以往的研究，马铃薯的最低蒸腾系数（相当于需水量）为350，而小麦和水稻分别为450和500；同时种植生产中每公升水所能产生的能量马铃薯也是小麦的两倍以上（根据联合国粮食以及农业组织数据）。相较之下，产量大、易种植、在恶劣条件下也能健康生长的土豆就成为了更好的选择。  不同农作物种植生产中每公升水所产生的卡路里（千卡） / 联合国粮农组织 【智能（zhàng）机器人：星体：土豆你个马铃薯。】 Q5： 斯ki凯【提问】怎么才能和在外太空的宇航员联系？ A： 视频通话呀~ 今年6月23日，我国空间站上的三位航天员就与地面成功进行了视频通话。虽然在信息技术快速发展的今天，航天员能和地面通信联系早已不是什么新鲜事，但它是如何实现的呢？ 和其他卫星类似，空间站或者载人飞船也是通过天线和地面的测控站进行通信的。但地面站在地面上的位置是固定的，空间站在天上不断移动，总有飞到地面站视野盲区的时候。为了解决航天员们无法全天24小时在线刷朋友圈的烦恼，我们一方面可以在地面甚至海上多设几个测控站点（分别对应的是国外的测控站点和远洋测控船），另一方面可以在轨道更高的地球同步轨道部署中继卫星作为“永不落”的通信中继节点，比如天链卫星。 经过多年建设，我们天地链路的通信速率不断提升，航天员们甚至可以在天上看东京奥运直播。至于网络延迟，大概在一秒左右，对于竞技类游戏来说还差点，所以三位航天员暂时还没法在线快乐三排，但满足视频通话、直播等日常需求还是基本没问题的。 作为比较，国际空间站和我们采用的是差不多的方案，也是通过部署在同步轨道上的TDRS卫星中转和地面联络。但由于受通信带宽影响，直到2010年国际空间站上才有互联网联通。目前国际空间站上有一台激光通讯设备，可以和地面直接通信。而激光拥有比无线电波更高的带宽，因此通信速率得以大大提升。  航天员在空间站看奥运直播 / 央视网 【智能（zhàng）机器人：所以空间站wifi密码是多少？】 收获知识，收获快乐~  【不得了，天文知识增加了！】栏目Q&A： Q1. 没有被精选留言是否都能看到？ 当然啦，我们每周都会确定一次各平台的提问情况，并把问题汇总在一起。 Q2. 本期没有被选上的问题，是否意味着落选了？ 大家提出的所有问题都会进入我们的汇总题库，每期由小编从中挑选抽取。由于问题量大，可能偶有遗漏，大家请反复多次敲击我们。另外，问题的需求量、时效性和趣味性会被优先考量，同类问题我们也会作出一些筛选，还请小星星们耐心等待，或许哪一期就被翻牌子咯？ Q3. 提问的正确姿势是什么？ 在所有平台的正确提问方式都是： 姓名 +【提问】：我这么可爱选我的问题好吗？（大误） 让我们再次复读： 在地球毁灭之前， 你可以通过以下四种途径， 把你的天文问题传达给我们： 1. 微信公众号： 在本条推送下留言，或以关键词【提问】为开头并发送你的问题到公众号后台。 2. 邮箱： 将姓名+问题发送至邮箱cinastronomy@163.com，邮件务必务必务必要注明【提问】哦。 3. 微博： 微博编辑#不得了，天文知识增加了！#并@中国国家天文，就可以进行提问啦。 下面是投票时间~ 《中国国家天文》将为由大家票选出的“最佳问题”提问者送出精美礼物一份【下期公布】！另外每位问题入选者都将收到《中国国家天文》当期杂志一本—— 【不得了，天文知识增加了！】第二十三期 “机智问题”获奖名单 最机智问题奖：封存 【问题】灰尘很重要吗？为什么说没有灰尘我们就不会看到五彩斑斓的世界了？ 另外几名提问者：BlitheLove、Chris、艺海拾贝、Zz_Orb 也将获得《中国国家天文》9月刊一本，请以上几位小星星在本条推送下留言联系我们领取礼品。 ——欲知更多天文内容，尽在《中国国家天文》9月刊——   点击“阅读原文”或 扫描二维码 现在订阅全年赠送电子刊，阅读更方便！  点我，重温第23期 ——天文问题持续接收ing—— 感谢奇怪天文知识智囊库的倾囊相助 / 李蕙娴 刘丰源 猫又 徐鹏晖 科学审核 / 苟利军 策划 / 黄京一 怀尘 编辑 / 怀尘 诺诺 中国国家天文 Chinese National Astronomy 微信号：chineseastronomy 《中国国家天文》杂志由国家天文台主办。 本刊面向广大公众，提供科学性、文化性、艺术性、收藏价值兼备的天文学内容及文化生活。 新媒体投稿：cinastronomy@163.com 纸刊订阅请访问公众号下方国天商城 |
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