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地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?

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online_member 发表于 2023-2-9 10:35:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
我们能看到蓝天是因为太阳光在大气中的散射,但是当太阳离地球很远的话看到的就是黑天的星星,请问这一过程有明显的界限吗,距离是多少?
online_member 发表于 2023-2-9 10:35:36 | 显示全部楼层
不妨把基准设定成满月的夜空。
我们可以很容易地利用视星等来计算。星等最初用于估计恒星的亮度,但现在已经扩展到所有的天体。
根据视星等定义,两颗星的星等差5,亮度就差100倍。也就是说:星等差1,亮度差地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?6 / 作者:把心掏給珎丶 / 帖子ID:109690倍.
我们知道,满月视星等-12.7,太阳视星等-26.7。也就是说,太阳比满月高了14等。于是,我们可以计算出太阳比满月要亮
地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?651 / 作者:把心掏給珎丶 / 帖子ID:109690 倍。
亮度与距离的平方成反比。如果太阳离我们的距离变为2倍,它会暗4倍。那么亮度393942倍换算成距离是多少倍呢?我们只需要求平方根:
地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?904 / 作者:把心掏給珎丶 / 帖子ID:109690 倍。
也就是说,太阳的距离要远627倍(即627AU=940亿km=0.01光年,这大约是旅行者1号现在离我们的距离的4倍)才能变暗393942倍(和满月一样亮)。

除了视星等,我们也可以用“照度”来计算。照度是指单位面积上所接受可见光的光通量,可以用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度。单位勒克斯(Lux或lx)。
根据下表,最亮的太阳光和满月下的晴朗夜空的照度相差
地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?870 / 作者:把心掏給珎丶 / 帖子ID:109690
于是再通过平方反比定律求出所需的距离为:
地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?664 / 作者:把心掏給珎丶 / 帖子ID:109690
与刚才的结果差不太远。


地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?876 / 作者:把心掏給珎丶 / 帖子ID:109690
online_member 发表于 2023-2-9 10:36:24 | 显示全部楼层
@天净沙·忘忧 给出了各个行星看太阳的视亮度,其实公式非常简单 地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?217 / 作者:薇唯玮味 / 帖子ID:109690 ,把距离放进去就算出来了。太阳绝对星等为M=4.8,距离d单位是秒差距。
没有明显的界限,因为没法定义“白天”的亮度。用晨光时或昏影终的天空亮度(太阳在地平线18度以下)计算么?emmm......
如果粗略假定比满月亮会造成“白天”,比满月暗就是黑天,可以简单算下。满月视星等约为m=-12.6,太阳绝对星等为M=4.8,那么根据上面公式,可得d=0.0033秒差距,差不多700倍现在的日地距离。日球层(太阳风与星际等离子体的分界、太阳系的边界定义之一)距离太阳~100倍日地距离,奥尔特云距离地球~10000倍日地距离。因此相当于把地球放到日球层偏外一些即可(见下图)。
但要注意的是,这里跟满月一样亮的意思是整体亮度一样亮。现在月亮跟太阳的视直径是一样的,都是半度。那么把太阳拉远了700倍,太阳的视直径就变成了2.5个角秒,变成了一个极小的光点,跟海王星差不多大,但是很亮。
我记得参宿四如果爆了,是跟满月一样亮,那就等参宿四爆了我们看看吧:)

地球远离太阳多远的时候地球上就看不到白天了?546 / 作者:薇唯玮味 / 帖子ID:109690

太阳系天体到太阳距离,对数坐标。蓝色叉号大约为700AU远
online_member 发表于 2023-2-9 10:36:58 | 显示全部楼层
这要看白天怎么定义了。
地球上看,太阳的视亮度-26.7,月亮视亮度 -12.7。
在冥王星处,离太阳约70亿km,太阳视亮度为-18.2,依然比月亮亮250倍,相当于地球清晨或者黄昏时的亮度。
在差不多700亿km处,太阳的视亮度和我们看月亮差不多,可以认为没有白天了。
online_member 发表于 2023-2-9 10:37:55 | 显示全部楼层
这是一个逐渐的过渡
你可以用天文观测软件对比一下金星的白天、地球的白天、火星的白天、木星的白天…一直到冥王星那里
太阳会越来越小、越来越暗
足够远的距离下太阳亮度不够,就无法照亮周围,变成一颗夜空中普通的星星
具体算出来的话很困难,因为“夜晚”时的亮度没有一个明确的标准,你可以看看电磁波的衰减公式,我对此了解不多。
Stellarium、Space Engine、Celestia都行
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