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天空之光:天文错觉

五个天文幻觉,欺骗不警惕的秋季天空观测者

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这个万圣节的月份带来的不仅仅是孩子们的恶作剧。十月份,天空也玩起了自己的把戏。

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尘埃云遮挡了我们星系中心的星光,摄于智利拉斯坎帕纳斯天文台。摄影:Roger Ressmeyer/Corbis。

把戏 1凝固的星座。一年中,星座会稳定地向西移动。这是由于地球绕太阳公转造成的,这意味着星星每天会提前四分钟升起,每个月提前两小时升起:今天晚上 9 点升起的星座,一个月后会在晚上 7 点升起。因此,从一天到下一天,夜幕降临时看到的星星组合略有不同——但现在不是。在夏末和秋季最初几周,天空似乎几乎静止不动。原因很简单却又微妙。新星仍然会提前四分钟升起,但日落也来得更早。如果你像大多数随意观星者一样,在天黑后出去观看,那么星座向西滑动的速度只有平均速度的一半。

把戏 2银河系中的“黑洞”。看看本月在天空中最理想位置的银河系那幽灵般的带状。几乎在头顶上方,你会看到大裂缝,这是一个我们星系的光线奇怪地消失的区域。自古以来就被注意到,这个间隙是神话中的“牛奶河”分成两条平行溪流的地方。实际上并没有裂缝。银河系的恒星在那里和在其他任何地方一样密集,但巨大的氢尘埃云挡住了它们的光线。这个巨大的星云的质量大约是太阳的 100 万倍。它看起来像一个“黑洞”仅仅是因为人眼倾向于将黑暗区域视为空隙。

把戏 3扁平的天空。宇宙向四面八方延伸数十亿光年,所以天空应该看起来像一个完美的半球,天顶和地平线一样遥远。是这样吗?你不必等到天黑才能检查;任何晴朗的日子都可以。注意,头顶的天空似乎被压扁了,比地平线附近的天空离你更近。这种效果部分是由我们一生中与云彩的视觉经验造成的。头顶的云确实更近。此外,我们还有一种自然倾向,将地平线与地球上的前景物体联系起来,而这些物体显然非常遥远。当你直视上方时,没有任何参照点可以让你衡量距离,所以天空的那个部分看起来更近。

把戏 4巨大的升起月亮。天空的这种幻觉式的扁平化在月亮处于地平线附近时尤为明显。例如,10 月 10 日的猎户座满月,在傍晚升起时会显得比夜晚晚些时候要大得多。实际上,当月亮靠近地平线时,它应该显得稍小一些,因为它离我们稍远。这种著名的月亮错觉也适用于星形图案。本月,北斗七星会出现在一年中最低的点,几乎贴着北方的地平线。结果令人吃惊:熟悉的北斗七星形状显得如此巨大,以至于难以辨认。

把戏 5秋季色彩的消失。秋天树叶鲜艳的黄色、橙色和红色只有在白天才显得鲜艳。在夜晚,远离人造灯光,它们会变成暗淡的绿色或灰色。这是因为视网膜在极低光照下会失去感知颜色的能力。在半黑暗中,绿色是我们仍然可以看到的主要颜色,这也是为什么许多城市将消防车的颜色从红色改成了黄绿色。同样,像猎户座的参宿四和参宿七这样明亮的星星,在午夜升起时,足以显示出橙色和蓝色等强烈的色彩,但像猎户座头部那样较暗的星星,在肉眼看来则是白色的。

有一个简单的方法可以将这个天象的把戏变成一场享受。通过望远镜或双筒望远镜观看,突然成百上千的星星会显得足够明亮,足以展现出它们的真实色彩。

Grand Illusions 网站(www.grand-illusions.com)描述了许多巧妙的视觉技巧和光学错觉,包括让月亮在地平线附近显得巨大的“月亮错觉”。

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