关于星空的光学

看看这个很美的影片，是在挪威拍摄的北极光，里面也有很多星星。

（用大点的屏幕观看，否则有些光线弱的星星因为像素压缩原因可能看不到）

通过对天空的日常观察，以及此类影片里天色和星空的变化，我发现星星是否出现，出现的数量和亮度，与以下几个因素有关：

1. 天空中是否有遮挡物？如果有云，或者空气污染特别严重，那当然就把星光挡住了。

2. 天空是否够暗？如果太阳正当午，把天上的空气照得很亮，成为一个巨大的“面光源”，那就不容易看到星星，因为空气中同一个角度过来的光，让人辨别不出星星，就把星光给“盖过”了。这就是所谓“白天”的意思吧，也就是太阳把天照亮了。如果接近日落时分，天色稍暗一些，星光凸显出来，就容易看到星星了。城市里的光污染，就是因为灯光把天上的空气照亮了，如同白昼，所以才看不到星星。

3. 空气是否纯净？太阳其实并不能照亮空气本身，它只能照亮空气里的颗粒物（或水珠）。如果空气特别纯净干燥，里面只有很少的颗粒物和水珠，太阳就难以把空气照亮。空气亮不起来，天不够“白”，就无法盖过星光了。这就是为什么在空气特别纯净干燥的地方（比如沙漠），可能出现太阳和星空同时出现的场面。在太空里，由于完全没有空气，所以无论阳光有多强，天空也无法被照亮。因为天空一直是黑色，无法盖过星光，所以太空中应该是随时能看见星星的，不受阳光的影响。因为光线不受阻挡和干扰，太空中的星空会特别壮观，特别亮，比地球最高的山上看到的星空还要亮。

总之要明白这个基本的光学原理：从同一个方向来的光，因为眼睛无法辨别，才可能互相“遮盖”。如果光线来的方向不同，即使是很亮的光源，也是无法互相遮盖的，你会同时看到多个光源。比如，你可以同时看见阳光和屋里的灯光，它们互不干扰。不明白这个原理，不思考自己的经历和常识，就是为什么很多人被所谓的“科普”蒙蔽，以为月球上有阳光的地方就不会看见星星。月球上因为没有空气，应该随时都可以看见特别壮观的星空才对。

说了这么多，结论其实很简单：干净的黑色天空里，都应该看得见星星。如果干净的黑色天空里一颗星星也看不到，就基本可以认为这个影像是假的。