在晴朗的晴天抬头仰望，你会看到蔚蓝的天空。 但这是天空的真实颜色吗？ 或者它是天空唯一的颜色？
答案有点复杂，但它们涉及光、原子和分子的性质以及地球大气层的一些奇怪部分。 还有大型激光器？ 为了科学！
蓝天？
所以首先要做的事情是：当我们在阳光明媚的日子看到蓝天时，我们看到了什么？ 我们看到的是蓝色的氮还是蓝色的氧？ 简单回答是不。 相反，我们看到的蓝光是散射的阳光。
太阳产生广泛的可见光光谱，我们看到的是白色，但它包含了彩虹的所有颜色。 当阳光穿过空气时，大气中的原子和分子向各个方向散射蓝光，远远多于红光。 这就是所谓的瑞利散射，并在晴朗的日子里产生白色的太阳和蓝色的天空。
在日落时，我们可以看到这种效果增强，因为阳光必须穿过更多的空气才能到达我们。 当太阳接近地平线时，几乎所有的蓝光都会被散射（或被灰尘吸收），因此我们最终会得到一个红色的太阳，周围有蓝色的颜色。
但如果我们看到的只是散射的阳光，那么天空的真实颜色是什么？ 也许我们晚上就能得到答案。
黑暗天空的颜色
如果你看夜空，它显然是黑暗的，但它并不是完全黑色的。 是的，有星星，但夜空本身也在发光。 这不是光污染，而是自然发光的气氛。
在乡村的一个漆黑的无月之夜，远离城市的灯光，你可以看到树木和山丘在天空的映衬下的轮廓。
这种光芒，称为气辉，是由大气中的原子和分子产生的。 在可见光中，氧气产生绿光和红光，羟基 (OH) 分子产生红光，钠产生病态的黄色光。 虽然空气中的氮比钠丰富得多，但它对气辉的贡献不大。
气辉的独特颜色是原子和分子以光的形式释放特定量的能量（量子）的结果。 例如，在高海拔处，紫外线可以将氧分子（O？）分裂成氧原子对，当这些原子随后重新结合成氧分子，它们产生独特的绿光。
黄光、流星和清晰的图像
钠原子只占我们大气层的一小部分，但它们却构成了气辉的很大一部分，并且有一个非常不寻常的起源？ 流星。
如果您愿意等待，您可以在任何晴朗的黑夜看到流星。 它们是微小的流星，是由尘埃颗粒在高层大气中加热并蒸发而产生的，它们的速度超过每秒 11 公里（7 英里）。
当流星在大约 100 公里的高度划过天空时，它们留下了原子和分子的痕迹。 有时你会看到流星具有不同的颜色，这是由它们所含的原子和分子造成的。 非常明亮的流星甚至会留下明显的烟雾痕迹。 这些原子和分子中有少量的钠。
这种钠原子高层实际上对天文学家很有用。 我们的大气层永远在运动，它是湍流的，它模糊了行星、恒星和星系的图像。 想象一下当您在夏日午后沿着一条漫长的道路望去时所看到的闪闪发光的景象。
为了补偿湍流，天文学家快速拍摄明亮恒星的图像并测量恒星图像的扭曲程度。 可以调整特殊的变形镜来消除畸变，产生比太空望远镜更清晰的图像。 （尽管太空望远镜仍然具有不透过气辉进行观测的优势。）
这个技术？ 称为“自适应光学”？ 虽然很强大，但是有一个大问题。 没有足够的自然明亮恒星让自适应光学器件在整个天空中发挥作用。 于是天文学家在夜空中制造了自己的人造恒星，称为“激光导星”。
这些钠原子位于湍流大气层上方的高处，我们可以通过向它们发射功率激光，将其调整为钠的独特黄色，使它们发出明亮的光。 由此产生的人造星可用于自适应光学。 您在夜间看到的流星可以帮助我们以更清晰的视野观察宇宙。
所以天空并不总是蓝色的，至少不总是如此。 它也是在黑暗中发光的夜空，颜色是绿色、黄色和红色的混合。 它的颜色是由流星散射的阳光、氧气和钠产生的。 通过一点物理学知识和一些大型激光器，我们可以制造人造黄色恒星来获得宇宙的清晰图像。
