大家有没有发现,在不知不觉间,记忆中的那种满天繁星的夜空,已经成为遥远的画面,而如今夜空中的星星却越来越少了,以至于当我们抬头仰望时,往往只能看见寥寥无几的星星。那么,这其中的原因是什么呢?
实际上,造成这种现象的主要原因,其实是人类制造的“光污染”。我们可以将其简单地理解为:人类制造的光线会在夜间环境中大幅扩散,从而污染了自然光照条件。
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夜空中的星星,绝大多数都是那些遥远的恒星,它们与我们的距离,动辄就是几十、几百甚至上千光年,在经过了漫长的“旅程”之后,它们发出的光到达地球时其实已经非常微弱了,不过在黑暗的夜空背景中,我们仍然可以看得到。
然而我们人类城市里那些人造光源(例如各种路灯、景观灯、装饰灯、霓虹灯……等等),却会在夜间释放出光线,这些光线除了能够照亮了其应该照亮的区域之外,还会向四周扩散。
在这个过程中,大量的光线会经历一系列的反射、散射等过程,其造成的结果就是,整个城市上方的夜空背景会被它们照亮很多,这样的情况,就像是夜空被加上了一个更亮的“背景板”,进而“掩盖”了那些原本就很微弱的星光。
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除此之外,光污染还会对我们的眼睛造成直接影响。简单来讲,我们的眼睛有两套不同的感光系统来适应不同的光照环境,在光线充足的时候,我们主要依靠视网膜上的视锥细胞(Cone cells),它们负责感知色彩和细节,让我们能看清花朵的颜色、书本上的文字。
而当环境变暗时,另一套系统就开始接管了,那就是视杆细胞(Rod cells)。视杆细胞对光线敏感程度比视锥细胞高得多,但它们几乎无法分辨颜色,所以我们在夜晚看东西都是灰蒙蒙的,它们的主要任务,就是在黑暗中捕捉到微弱的光线,帮助我们看清物体的轮廓。
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从明亮环境进入黑暗环境,我们的眼睛需要一个“切换”的过程,这被称为“暗适应”。
其过程主要包括:瞳孔逐渐扩大,以增加进入眼内的光线量;视觉系统从以适应明亮环境的视锥细胞为主,过渡到以适应昏暗环境的视杆细胞为主;视杆细胞中原本被光线“漂白”的视紫红质开始重新合成与恢复;同时,大脑中的视觉中枢也会进行相应的功能调节,从而提升对低光强环境的感知能力。
这个过程非常缓慢,通常需要20到30分钟,甚至更长的时间,我们的暗视力(即在黑暗环境中的视觉能力)才能达到最高的水平。
然而在现代城市生活中,就算我们偶尔可以处于黑暗的环境,我们的眼睛通常也没有足够的时间来完成“暗适应”的整个过程。
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通常情况下,还没等我们的眼睛完全“切换”好,我们就已经离开了黑暗环境,又或者我们会低下头看手机,或者被汽车的灯光晃了眼,如此一来,就会破坏掉我们刚刚提升起来的那一点点暗视力。
也就是说,光污染除了会“掩盖”星光之外,还会大幅抑制我们的暗视力,这就让我们更难分辨出夜空中那些微弱的星光。
而随着人类科技的进步,夜间的人造光源数量及其光线强度也在持续增加,这就让光污染的影响也越来越大,从而使得我们出现了“夜空中的星星越来越少”这样的感觉。
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当然了,这些星星并没有消失,它们实际上仍然“挂”在夜空之中。所以如果你能够远离城市的喧嚣,来到几乎没有光污染的地方,那么在观测条件良好的情况下(如空气透明度高,没有云层遮挡等),你依然能够看到满天繁星的夜空。
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