今天我们来聊聊一个有趣的现象：为什么太阳和月亮会变颜色？从天文学家拍摄的照片里我们可以发现，在宇宙中，月亮是一个被太阳照亮的灰白色的球体，而太阳则近似白色。但当我们从地球上观察它们时，它们的颜色却会发生变化。这背后的原因，主要和地球的大气层有关。

首先，太阳和月亮在宇宙中的颜色是固定的。太阳是白色的，月亮是灰白色的。但当我们从地球上观察它们时，它们的颜色会随着位置的变化而变化。比如，月亮刚升起时是亮橙色的，随着它逐渐升高，颜色会变淡，最终变成灰白色。太阳也有类似的变化：正午时，太阳是黄白色的，但日出和日落时，它会变成红色或橙色。

为什么会出现这种现象呢？这是因为光线在进入我们眼睛之前，必须先穿过地球的大气层。大气层中的气体分子、尘埃和污染物会改变光线的颜色。太阳发出的光是白光，而月亮不发光，只是反射太阳光。白光是由多种颜色的光（光谱）组成的。光在宇宙空间中以30万 千米/秒的速度传播，进入大气层后，一部分光线能顺利通过而不与空气分子碰撞，这部分光线到达地面时仍能保持原有的白色。

然而，大气层是由数不清的空气分子组成的，光与空气分子之间的碰撞不可避免。一旦光子在传播过程中与空气分子发生碰撞，就会产生散射。从白光中散射出去的光大部分是蓝色光，当光线到达我们的眼睛时，剩余成分大多是暖色系的光，所以我们看到的太阳比它真实的颜色更黄一些。

当太阳处于我们头顶正上方时，颜色最接近它的真实颜色。此时，光线垂直于大气层，空气稀薄，光线受到的阻拦最小，变化也最小。相比之下，当太阳在地平线附近时，颜色变化就明显得多。因为光线斜贴着地面传播，地面附近的空气密度大，光线会与更多气体分子碰撞，再加上尘埃和污染物的影响，更多的蓝色光被散射吸收，最终到达我们眼睛的光线只剩下红色和橙色。这就是日出日落时太阳呈现红色的原因。

月亮变色也是同样的道理。傍晚时分，地平线附近的月亮是浅黄色的；随着月亮升高，颜色逐渐变淡，最终变成白色。这是因为月亮在高处时，反射的光线含有更多种颜色成分，这些颜色的光都进入我们的眼睛，我们才看到了白色的月亮。

此外，空气中的污染物越多，日出日落、月出月落的景观就越壮观。这也是生活在像洛杉矶这样空气质量较差的城市里的意外收获。

总结一下，太阳和月亮之所以会变颜色，主要是因为地球的大气层对光线的散射作用。这种散射让不同波长的光以不同的方式到达我们的眼睛，从而呈现出不同的颜色。这种现象不仅让我们看到了美丽的日出日落，也让我们对光与大气的关系有了更深的理解。