简单来说,这是因为地球有大气,而月球没有大气所造成的不同现象。大气的存在会造成光的散射,所以在地球上看月球与在月球上看地球是会有不同的现象。
地球被一层大气覆盖着,来自太空中的光在穿过大气层时,就会被其中的气体分子以及其他颗粒所散射。这种散射方向是任意的,被散射之后的光会朝着各个方向飞去。因此,当月球反射的太阳光穿过地球大气层时,光的散射作用就会时天空被照亮,所以我们可以看到月球周围的亮光。
也正是地球大气造成光的散射作用,我们才会看到蓝天。当太阳光穿过地球大气层时,波长较短的蓝紫光会发生瑞利散射,这些光就会朝着各个方向被散射到地面上,所以我们看到的天空呈现为蓝色。
站在月球表面上的阿波罗17号宇航员
上图为站在月球表面上的阿波罗17号宇航员。
另一方面,月球上几乎是真空的,没有大气存在,所以光不会发生散射。光源发出的光直接到达月球上,只有在光源的方向上才能看到亮光,在没有光源的方向上天空就是黑的。因此,在月球上看地球,地球周围是暗的。
由于月球的这种真空环境,在月球上的白天所看到的天空也是黑的,所以也能看到星星。但我们在很多月球照片上却看不到星星,这是由于照相机为了使明亮的月表(或者地球、太阳)可以正常曝光,就必须减少进光量,以至于天空中那些比月表暗很多的星星无法同时在照片上显示出来,这个原理就像古人所说的“月朗星稀”。但如果想要拍摄到月球上的星空,就会导致照片中其他明亮的目标出现过曝光。下图就是一个例子:
这张照片是由阿波罗16号拍到的,照片中可以看到地球周围的星星,但地球却出现了过曝光,导致地球表面细节无法呈现出来。