在冥王星的阳光下，我们需要戴上太阳镜

尽管距离地球约60亿公里，但冥王星上的太阳将是一个令人惊叹的景象——当然要小心看

冥王星地平线的景色，非正式命名的冰原Sputnik Planum（右侧）是一片光滑的广阔地带，西侧（左侧）是高达11000英尺的崎岖山脉。背光突出了冥王星大气中超过十二层的薄雾。

太阳照射在冥王星上，显示了这颗矮行星朦胧而分层的大气。这张图片来自NASA的新视野号宇宙飞船，该飞船于2015年7月飞越这个世界。图片来源：NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所

想象一下，你是一个勇敢的太空探险家，穿梭于太阳系中寻找冒险和科学探索的机会。在你的火箭船从地球发射后，你最终发现自己置身于冥王星的表面，仰望星空。地球现在位于太阳的六十亿公里处，被距离遥远的冥王星所淡化，你徒劳地试图辨认出太阳。它消失了——在无数星星中的一颗，或者正如一种老旧的科幻故事所描绘的那样。

我听过很多类似的小故事，但是有一个小问题：它是错误的。

太阳确实是一颗和银河系中数以亿计的其他星星没有太大区别的恒星。然而对于我们人类来说，最重要的是它的接近程度。地球位于距离太阳约1.5亿公里（近日点和远日点的差异不算），在天文学尺度上非常接近，以至于太阳在天空中是最亮的物体。即使只是短暂地瞥一眼，太阳的辐射也会让你的眼睛发红，并可能损伤视网膜。

但是冥王星的情况如何呢？这个冰冷的世界距离太阳更远，所以太阳看起来应该更暗淡。但是“暗淡”到什么程度呢？我们可以计算出来！

像所有的恒星一样，太阳向各个方向发射光线。因此，与太阳相同距离的任何人都会看到太阳发出的亮度完全相同。这个固定的距离定义了一个球的表面，比如一个半径等于地球轨道的球。

现在想象一下，有人离太阳的距离是地球的两倍。我们的恒星发出的光现在涵盖了一个更大的球面，并且被稀释或者更准确地说是变暗了。回忆一下你在小学时学过的知识，你可能会记得球体的表面积取决于它的半径的平方。这意味着与地球的距离相差两倍的人看到的光扩散到了四倍的面积上，因此看起来亮度减少了四分之一。如果距离扩大到三倍，太阳的亮度就会减少到原来的九分之一。这就是所谓的“平方反比定律”，它使得数学计算变得容易得多。

冥王星平均距离太阳约为地球的40倍。这意味着从冥王星来看，太阳的亮度是地球的40 x 40 = 1600倍暗淡（或者用更好的数学语法来说，亮度是地球的1/1600）。这是一个很大的差距！但是那到底有多暗淡呢？

在我们的天空中，太阳的亮度约为满月亮度的40万倍。这意味着从冥王星来看，太阳仍然比地球上的满月亮度高250倍。请注意，满月亮度足够明亮，足以阅读，所以即使从遥远的冥王星上，太阳也会很好地照亮景色：与地球上的黄昏时差不多。

显然，它将比任何最亮的夜间星星要亮得多。可以这样理解：为了使太阳看起来像天空中的任何其他星星，它必须离你的距离与天空中的其他星星一样远。比如，半人马座α星是一个三星系统；它由两颗与太阳相似的恒星和一颗亮度较弱的恒星组成。其中最大的恒星决定了这个星系的亮度。该星系距离地球约400万亿公里，比冥王星远6000多倍，但仍然是天空中最亮的“星星”之一。显然，你必须比冥王星更远才能将太阳变暗到那种程度的模糊性。

此外，从冥王星看，不仅我们的太阳比其他任何星星要亮得多，而且还可以被分辨出来，也就是说，可以看到它的圆盘。在地球的天空中，太阳的直径约为半度。视力正常的人可以分辨出一度的物体。物体的视觉大小与距离成线性关系；也就是说，当冥王星距离太阳是地球距离的30倍时，太阳看起来只有地球上的1/30那么大。虽然小了一些，但仍然足够大，勉强能看到我们的恒星是一个圆盘。当冥王星距离太阳最远时，我们的恒星看起来只有地球上的1/50那么大，所以你会看到它是一个无法分辨大小的点，但这取决于冥王星在其轨道上的位置。在冥王星的一年中的大部分时间里，太阳都会成为一个明亮而小巧的圆盘。

这将是一种多么奇特的视角啊！太阳在我们的天空中占主导地位，但在冥王星的天空中将不会那么有力。

恰好，冥王星有一个大气层，尽管非常稀薄，只有地球海平面空气密度的百万分之一。即使在正午太阳高照的时候，冥王星上的大气层也不足以散射阳光，所以天空会是黑色的。但是太阳的强烈光芒仍然会使人难以看到任何星星，更不用说成千上万颗了（尽管如果你用太空服覆盖住太阳，你可能能看到一些）。

然而，在冥王星的黄昏时，情况将会发生改变。当太阳低于地平线时，你将通过更多的稀薄大气层看到更多的散射，足以使太阳附近的天空变蓝，就像地球上的天空一样！

我不确定冥王星上的蓝天是否会使这个异世界的景色更加令人安心，还是只会突显其异国情调。但我喜欢科幻小说在受科学启发时能给我们带来对奇特地点的真实感觉。在所有冥王星的奇特之处中，太阳的视角几乎是排在前面的，但更奇特的可能是这样一个异国之地有时候会让你想起地球。