太阳是什么颜色的？99%的人都不知道答案
图片来源：Unsplash
太阳可以是黄色、红色、白色甚至绿色，这完全取决于你观察它的方式。
撰文 | 菲尔·普莱（Phil Plait）
翻译 | 王昱
科学最迷人的一点是 ：即使是看上去很简单的问题，有时也会让人摸不着头脑。“太阳是什么颜色的？”就属于这类问题。我猜，多数人的答案是黄色。但有时在相机里看太阳却是白色。“眼见为实”是真的吗？事实上，这个问题涉及到诸多复杂的因素。
19世纪，物理学家提出了“黑体”的概念，这是一种假想的能完美吸收所有辐射的物体。一旦有光射向它，它就会被加热，这一过程会让它以光的形式辐射热量，而这种辐射会横跨整个光谱，其亮度也会在特定的颜色（或者说频率）上达到峰值。如果将黑体在不同温度下和不同波长上光辐射的强度描绘出来，就形成了所谓的黑体辐射曲线。
本质上，太阳是一团极热的气体，或者更准确地说，它是一团炽热的等离子体。它的行为和黑体非常的相似。当我们用地球大气层上方的卫星测量太阳光谱时（也就是测量不同波长的光的亮度），我们能看到它辐射的光横跨了整个可见光波段（人眼可以看到的光）。这绝非巧合！人类经历演化，早已适应了太阳，因此我们能看到太阳光最强的波段。太阳同样会辐射紫外线和红外线，不过没有那么多。令人惊讶的是，太阳在蓝色和绿色的部分最明亮，向红色的部分渐渐变暗。自然地，你可能觉得这意味着太阳是青色的！但显然不是这样。
这个问题又回到了我们的视觉来源。视锥细胞是专门检测颜色的细胞，分为L、M和S三种，它们分别专注于看长波长（最长到红色端），中波长（从黄到绿）和短波长（蓝色）的光。整个过程很复杂（属于生物学的范畴），但总的来说，当光线照到视锥细胞上时，它们就会向大脑发送信号，表明不同波长的光对应的强度。大脑会对比这些信号，最终将其理解成颜色。如果S和M视锥细胞被强烈激活，而L视锥细胞没有，那么你可能会看到偏绿的色调，而L视锥细胞活动增强会让我们看到红色。如果可见光谱上的光都同样明亮，那我们就会看到白色。太阳光正是这样，它会导致三种视锥细胞都被强烈激活，因此看起来是白色的。
对于太空中、未曾穿越地球大气层的阳光，这个答案是正确的。比如宇航员看到的太阳是白色的。然而，当阳光穿过空气时，有些会被空气分子吸收，有些会被散射。不同颜色的光受到的影响不同 ：蓝光比红光更容易被散射。这就是天空呈现蓝色的原因，漫天的散射光，将天空染成了蔚蓝色。正是这个过程轻微地改变了我们看到的太阳颜色。如果去除太阳中的蓝光，它看起来就会偏黄一些。
不过，大脑对颜色的认知其实是一个相对的概念，我们会将一个物体的颜色与视野中的其他颜色进行比较。比如，天空是蓝色的，它会映衬着太阳更偏黄一些。但实际上，我们看到的白纸（可以很好地反射所有颜色的光）在阳光下还是白色的，这也说明，太阳大体上是白色。即使受大气散射的影响，太阳颜色的改变也是非常轻微、肉眼很难分辨的。
同样，直接盯着太阳分辨它的颜色也很难。这是件好事！因为太阳发出的红外线足以伤害我们的视网膜，所以“尽量不要盯着太阳看”已经被刻进了我们的基因之中。当然，如果看不到某样东西，就很难分辨它的颜色。但在这里，我必须明确地告诉大家 ：永远不要直视太阳！它会永久性地灼伤你的视网膜，对视觉造成严重的影响。
只有在太阳低垂、接近地平线的时候，我们才能在无保护的情况下直视太阳，那时它已经被大气层中的雾霭遮住，变暗了很多（即便如此，也要小心）。在日出或日落的时候，更多的蓝光和绿光被大气散射，因此太阳看起来是黄色、橙色，甚至是红色的，这也可能是人们倾向于认为太阳是黄色的原因。
对于那些声称太阳变色的论述，事实并非如此。如果真发生了这样炫酷的天文现象，天文学家一定会注意到，而他们并不擅长保守秘密。就像“情人眼里出西施”一样，每个人看到的颜色也不完全相同，但这正是色彩的魅力所在。
本文选自《环球科学》2023年10月刊物理观察栏目。
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