白天和夜晚的天空之所以看起來不同，主要是因為我們的大氣層。大氣層圍繞著地球，并從地面延伸到外層空間。
它是由不同的氣體組成的，包括氧氣（我們依靠吸入氧氣來維持生命）、二氧化碳（我們呼出的氣體）、甲烷（也存在于我們排出的氣體中）、氮氣和氬氣。所有這些氣體以及所有固體和液體都是由分子組成的。分子是原子的集合，那些原子太小了。雖然我們看不見原子，但它們卻是一切事物的基本組成部分。重要的是，不同的分子有不同的原子組合，大小也不同。
分子的大小在一定程度上決定了它們如何與光相互作用。來自太陽的光不是單獨的一種顏色,而是由彩虹的所有顏色組成的（這就是為什么當光以某種方式運動時，我們會看到彩虹）。
地球大氣層中有這樣一些分子, 它們的大小正好可以反射太陽發(fā)出的藍色光，向不同的方向散射。因此，當我們在白天朝太陽看時（記住，你永遠不要直視太陽），我們會看到來自太陽的光線直接照射到我們身上。但是當我們遠離太陽時，我們會看到藍色的光線從我們所看到的大氣層中散射出來。這就是為什么白天的天空呈如此明亮的藍色。
夜晚，我們在黑暗的天空中看到星星，是這些星星組成了我們的銀河系。銀河系由包括太陽在內的大量恒星組成。每一顆銀河系的恒星都有可能被軌道行星繞轉，就像地球圍繞太陽運行一樣。與其他恒星相比，太陽實際上沒有那么明亮。然而, 對我們而言, 太陽看起來光明萬丈，因為它比其他恒星更接近地球。在夜晚，當我們的地球一側背對太陽時，到達地球的唯一光線來自其他恒星。這種星光也會散射大氣中的分子，但由于它的數(shù)量較少，散射也不會太多。
這就是為什么，我們在晚上看不到與白天相同的東西。相反，我們可以透過大氣層和更遠的地方，看到地球周圍廣闊而黑暗的空間，以及銀河系中許多遙遠的恒星。太陽系其他行星的大氣層中有與地球不同的分子，這意味著它們的天空和地球上的天空看起來截然不同。例如，金星上的大氣層很厚，即使是在白天，我們也看不到太陽。
在國際空間站或月球上的宇航員看不到明亮的藍天, 而是將太陽視為黑色夜空中一顆璀璨的大恒星, 并能隨時看到銀河系。國際空間站上的宇航員可以在“星爆”模式下看到太陽的全景 (美國國家航空航天局)。
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