為什么星星沒有綠色或者紫色的呢？

也許你不知道，我們的太陽(yáng)，在日落時(shí)分也可能會(huì)變綠，看上去是一個(gè) 「綠太陽(yáng)」 。儒勒·凡爾納還曾以此為題，寫過(guò)一篇小說(shuō)《綠光（Le Rayon vert）》。

綠光是非常罕見的現(xiàn)象，通常持續(xù)不超過(guò) 2 秒。

如果先忽略這種大氣層折射對(duì)顏色的影響，以及多普勒效應(yīng)、宇宙膨脹等，我們能看到綠色或紫色的星星么？

簡(jiǎn)單地說(shuō)，做為一個(gè)黑體，（在人類看來(lái)）星星的顏色是有限的。下圖是（YUV 色彩空間中）假設(shè)亮度 Y=0.35 時(shí)， 星星在不同溫度下的顏色 ：

這里 沒有綠色，也幾乎沒有紫色 。

所以問題描述的現(xiàn)象是真實(shí)存在的。

為什么？

星星的顏色

我們知道，星星并不是一種只會(huì)發(fā)射單色光的「激光星」，幾乎所有的恒星，都是「廣譜」的，也就是說(shuō)，它們會(huì)發(fā)出各種波長(zhǎng)的光，從射電波段（無(wú)線電）、到紅外、到可見光、到紫外線直到伽瑪射線，波長(zhǎng)范圍非常廣。

但 我們?nèi)搜?，只能看到可見光區(qū)的顏色 。

需要注意的是，即使是可見光區(qū)，人眼也只是看個(gè)大概，因?yàn)橛脕?lái)感知顏色的視錐細(xì)胞，絕大多數(shù)人只有感知 紅、綠、藍(lán) 的三種，也就是只能感應(yīng) L 長(zhǎng)波、M 中波和 S 短波 ，然后大腦將這三個(gè)波段結(jié)合，形成了顏色的感知。

也就是說(shuō)，人眼看到的，是可見光區(qū)中各個(gè)波長(zhǎng)的綜合結(jié)果。

大家在高中都學(xué)過(guò) 普朗克定律 ，也就是黑體輻射率與頻率的關(guān)系。還有一個(gè)就是維恩位移定律，關(guān)于這 2 個(gè)定律以及黑體的基礎(chǔ)知識(shí)，這里就先略了。只需要能回憶起下面這張圖就夠了：

從圖中能看出，不同溫度下的黑體輻射譜是不同的， 隨著黑體溫度的升高，最大光譜強(qiáng)度會(huì)向更短的波長(zhǎng)移動(dòng) 。在相對(duì)較低的溫度下，最大值位于紅外區(qū)間內(nèi)，并且我們的眼睛看不到輻射。但隨著黑體溫度升高，輻射光譜轉(zhuǎn)移到可見光范圍內(nèi)，此可見發(fā)射的輻射，表現(xiàn)為黑體開始發(fā)光。 溫度越冷的恒星看起來(lái)越是偏紅色的，溫度越高的恒星越是偏藍(lán)色的。

舉例來(lái)說(shuō)，如果一顆恒星，它很冷，比方只有 3000K，那么它發(fā)出的輻射大部分都集中在紅外線波段，那么在可見光波段的尾巴上，便是紅色占大頭兒，幾乎沒有綠色和藍(lán)色，所以看上去是紅色的。

如果恒星溫度再高一點(diǎn)，那么雖然它發(fā)出的輻射大部分仍是紅外線，但有更多的可見光了，藍(lán)色和綠色也多出來(lái)了，那么經(jīng)過(guò)人眼和大腦一綜合，認(rèn)為看到的光是黃色的。

如果恒星溫度再再高一點(diǎn)，那么它發(fā)出的輻射的峰值可能會(huì)出現(xiàn)在綠色附近（我們的太陽(yáng)的光譜實(shí)際上有一個(gè)峰值在大約 500 納米左右，那里正是綠色），那會(huì)不會(huì)就是綠色的呢？不會(huì)，因?yàn)榍懊嬲f(shuō)過(guò)，恒星的光波長(zhǎng)的范圍很廣，是「廣譜」的， 當(dāng)綠色很強(qiáng)時(shí)，藍(lán)色、黃色、紅色波長(zhǎng)的光也很強(qiáng)，在人眼看來(lái)，它不是綠色的，而是一種混合的白色。

如果恒星的溫度高得離譜，發(fā)出的輻射大都是高能射線，是不是就會(huì)在可見光段波呈紫色的呢？不會(huì)，人眼看到的將會(huì)是藍(lán)色。因?yàn)樵谌绱顺吣芰康妮椛渲校欢ㄒ矔?huì)帶有海量的黃色和紅色。記住，紫色對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)比藍(lán)色更短，所以當(dāng)紫色中混入波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅色和黃色時(shí)，人眼會(huì)把它看成藍(lán)色。這一點(diǎn)與畫水彩畫是不同的， 這是一道生物題，而不是美術(shù)題 。

事實(shí)上，在人眼能看到的顏色中，恒星的顏色只占了其中非常窄的一部分。

下圖中那個(gè)黑色的線，就代表不同溫度下的黑體能呈現(xiàn)的顏色。當(dāng)然，當(dāng)恒星的溫度無(wú)限熱時(shí)，它在人眼中并不會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，而是三種視錐細(xì)胞都 過(guò)曝 了，先是看到刺眼的白色，然后就瞎了。

也就是說(shuō)，由于綠色處于可見光譜的中間位置，所以「 綠星」實(shí)際看上去是「白星」 ；而由于普朗克定律和維恩位移定律，所以 「紫星」實(shí)際看上去是「藍(lán)星」 ，而這一切的背后，都是人眼對(duì)顏色的識(shí)別模式?jīng)Q定的。

綜上，在前述的正常條件下，人眼是看不到綠色和紫色的星星的。

補(bǔ)充： 考慮到宇宙塵埃以及大氣散射的影響，星星發(fā)出的藍(lán)色光更容易被散射，因此它們看起來(lái)比實(shí)際的顏色會(huì)略微偏紅。另外， 構(gòu)成恒星的化學(xué)物質(zhì)（尤其是金屬）也會(huì)影響它的顏色 ，當(dāng)一個(gè)富碳的恒星發(fā)光時(shí)，它會(huì)吸收藍(lán)紫色，從而讓恒星變成更加深紅。當(dāng)然，如果像開頭那樣，創(chuàng)造一個(gè)極苛刻的前提條件，什么顏色的星光，都可以搞出來(lái)。

「劃重點(diǎn)」：

1. 恒星是廣譜光源，會(huì)同時(shí)發(fā)出紅、綠、藍(lán)等多種波長(zhǎng)的光 ，人眼最終看到的是這些顏色混合后的綜合結(jié)果；

2. 當(dāng)綠色波段的輻射很強(qiáng)時(shí)，其他波段的輻射也很強(qiáng)， 混合后人眼感知為白色，而不是綠色 ；

3. 同理， 極高溫恒星的輻射偏向藍(lán)紫色 ，但混入紅黃光后，人眼只會(huì)看到藍(lán)色，而不是紫色。