冷知識：極光為什麼是綠色的？

極光為什麼是綠色的？

首先我們需要知道，極光是來自地球磁場或太陽的高能帶電粒子流使高層大氣分子或原子激發而產生的。根據能量最低原理，激發態是不穩定的，被激發的原子等一段時間後（這段時間稱為壽命）會釋放出一定能量的光子，然後回到穩定的基態，這一過程中放出的光就是極光。而大氣分子主要是由什麼構成的呢？沒錯，主要是氮氣和氧氣。

根據我們上面的闡述，極光顏色主要靠激發態決定，也就是由大氣分子的組成以及入射電子能量大小決定。當入射電子能量不太大時，氧原子容易被激發，最終產生的光波為557。7奈米的淡綠色光。而能量較大時，氮原子容易被激發，最終產生427。8奈米的藍色光。能量很大的時候，630奈米的紅光容易發出。

雖然高層內空氣密度小，但是碰撞對於壽命長的態而言依然是有巨大影響的，比如，630奈米的紅光壽命約為110秒，而處於這種激發態的原子，只要被其他原子碰撞，激發態就會改變，再躍遷回基態時發出的光的顏色也會隨之改變，不會再是紅光了。而557。7奈米的淡綠色光壽命為1秒左右。人眼可以觀測到的較低層空氣密度相對高層較大，碰撞較多，因此人們看到的極光多為綠色光。

地球周圍有其他星球，為什麼黑夜還是黑的？

這個問題是的是奧伯斯佯謬，也就是所謂的“夜空黑暗之謎”。從理論上講，如果我們的宇宙是靜態的、無限的、永恆的，那麼在任何方向上，我們都至少會看到一顆恆星，恆星發出的光在無限的時間內也總會到達我們的眼睛，那麼夜空就不是黑暗的，而是無限亮的了。所以“靜態”“無限”和“永恆”這三者不可能都對。科學家針對該問題對現有宇宙模型提出了很多見解：有人提出“永恆”不對（宇宙有開端），遙遠星球的光還在路上；有人提出“無限”太荒誕（宇宙有大小），恆星不夠多；也有人提出“靜態”顯然是自我欺騙（宇宙在膨脹），星體的光芒紅移得看不見了。當然，主流學術界相信這三個特點一個都不對，其結論就是我們的大爆炸模型。

其實反觀這個佯謬，還是存在很多不合理的假設的，比如，恆星一直在發光而不熄滅是不符合能量守恆的（第一類永動機之奧伯斯恆星版）。所以即使宇宙無限而永恆，在存在很多吸光物質的情況下，星光的平均能量密度不足以達到可見的程度（注意這和奧伯斯自己的解釋不同，這裡考慮了恆星的壽命）符合夜空黑暗這個既定事實。（這和找不到的暗物質有沒有什麼關係呢？）當然，我們並沒有回答夜空為什麼黑暗。因為科學家不確定，還需要人們繼續探索。

為什麼行星的光環總是在行星赤道上空？

行星環一般被認為是行星的衛星進入行星的洛希極限內被行星的潮汐力撕裂而形成的，也有可能是其本身就在行星的洛希極限內，因為行星的潮汐力而無法形成衛星。不論是哪種情況，行星環形成的關鍵都是行星的潮汐力。行星的赤道平面上潮汐力最大，在行星潮汐力的牽引下，構成行星環的物質就會繞著行星赤道所在平面運動。