Почему, когда смотришь на небосвод, небо над Луной кажется чёрным?

Небо над Луной кажется чёрным потому, что у Луны практически нет атмосферы, которая могла бы рассеивать солнечный свет. Именно наличие атмосферы определяет, какого цвета мы видим небо.

На Земле днём небо выглядит голубым благодаря рассеянию солнечного света молекулами воздуха. Солнечный свет состоит из лучей разных цветов, и коротковолновое излучение, прежде всего синее и фиолетовое, рассеивается в атмосфере сильнее, чем красное. Это явление называется рэлеевским рассеянием. В результате рассеянный свет поступает к нашим глазам со всех направлений, создавая привычный голубой цвет небосвода.

На Луне ситуация совершенно другая. Хотя у неё существует чрезвычайно разреженная газовая оболочка, называемая экзосферой, её плотность настолько мала, что она практически не рассеивает солнечный свет. Поэтому даже в разгар лунного дня небо остаётся чёрным, несмотря на то что Солнце ярко освещает поверхность.

Если бы человек находился на освещённой стороне Луны, он увидел бы весьма необычную картину: яркое Солнце, хорошо освещённую сероватую поверхность и совершенно чёрное небо над головой. При этом отсутствие плотной атмосферы означает, что на Луне нет привычных нам голубых сумерек и плавного изменения цвета неба при восходе или заходе Солнца.

Интересно и то, что на чёрном лунном небе звёзды теоретически можно увидеть даже днём, поскольку солнечный свет не создаёт яркого атмосферного фона, как на Земле. Однако для этого необходимо защитить глаза от прямого солнечного света и яркого отражения от лунной поверхности, а также дать зрению адаптироваться к темноте.

Именно поэтому на фотографиях, сделанных астронавтами программы «Аполлон», небо выглядит абсолютно чёрным, а звёзд обычно не видно. Это объясняется настройками фотоаппаратов: выдержка была достаточно короткой, чтобы правильно запечатлеть ярко освещённую поверхность Луны и скафандры астронавтов. Слабого света далёких звёзд при такой выдержке было недостаточно для регистрации на снимках.

Таким образом, главная причина чёрного цвета неба над Луной — отсутствие достаточно плотной атмосферы. Сам космос не имеет голубого цвета, а привычная нам голубизна земного неба возникает благодаря взаимодействию солнечного света с воздухом. Без этого рассеяния небосвод выглядит чёрным даже при ярком солнечном освещении.