Yksi mielenkiintoisimmista kysymyksistä, jotka seuraavat useimpia ihmisiä nuoresta iästä lähtien, on: Koska taivas on sininen?Tästä epäilystä tulee entistä mielenkiintoisempi, kun saamme tietää, että maailmankaikkeus on pimeäja myös kun näemme, että hämärässä taivaalla visualisoitu väri muuttuu punertavaksi.Mutta miksi näin tapahtuu?
No, jotta voimme vastata kaikkiin näihin kysymyksiin, meidän on ensin ymmärrettävä värien ja valon koostumus. Näemme värit koostuvat aalloista. Jokaisella värillä on erilainen aallonpituus. Tämä pituus on harjanteen ja toisen, toisin sanoen aallon korkeimpien osien, välinen etäisyys. Mitä pidempi aallonpituus, sitä pienempi sen säteilyenergia ja päinvastoin.
Aallonpituus on etäisyys sähkömagneettisen aallon huipusta toiseen.
Taivaalla näkemämme auringonvalo näyttää valkoiselta,mutta itse asiassa tämä valkoinen väri muodostuu kaikkien sateenkaaren värien yhdistymisestä. Tämä näkyy alla olevassa kuvassa, jossa valkoinen valo kulkee prisman läpi ja hajoaa seuraaviin väreihin: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti.
Valkoisen auringonvalon hajoaminen, kun se kulkee prisman läpi
Alla olevan näkyvän valon spektri osoittaa meille, että punainen on väri, jolla on pisin aallonpituus. Sinisellä, indigolla ja violetilla on lyhyimmät aallonpituudet.
Näkyvä valospektri ja niiden aallonpituudet
Kun Auringon valkoinen valo osuu Maan ilmakehään, se joutuu kosketuksiin molekyylit ja atomisinä lahjoittaa. Näiden hyvin pienten molekyylien joukossa on pääasiassa happikaasua (O2) ja typpikaasu (N2). Nämä hiukkaset heijastavat tai levittävät auringonvalon muodostavia värejä eri suuntiin.
Mutta valo leviää enemmän kulkiessaan hiukkasten läpi, joiden halkaisija on yhtä suuri kuin kymmenesosa valon aallonpituudesta (väristä). Koska sinisillä sävyillä on lyhyimmät aallonpituudet, ne ovat paremmin yhteensopivia pieniä hiukkasia, jotka muodostavat ilman kuin punaisen, oranssin, keltaisen ja vihreä.
Täten ilmakehän molekyylit diffundoivat sinistä enemmän kuin muut värit levittäen sinistä ilmakehän kaikkiin suuntiin. Juuri tämä heijastunut väri saavuttaa silmämme maapallon pinnalla, joten katsomme sinistä taivasta.
Astronautit, jotka näkevät taivaamme maapallon ulkopuolella, näkevät myös ilmakehässä olevien molekyylien heijastaman värin, toisin sanoen he näkevät myös maapallon taivaan sinisenä.
Taivaan väri on sininen, koska tämä on väri, jonka hiukkaset hajottavat eniten ilmakehässä.
Mutta avaruudessa ei ole ilmapiiriä, sanomme, että on tyhjiö. Koska ilmakehää ei ole, auringon säteet eivät ole hajallaan, ja tila on pimeää. Tämä osoittaa meille, että taivaan väri riippuu ilmakehässä olevista hiukkasista. Koska muiden planeettojen ilmakehät eivät ole samat kuin meidän, niiden hiukkasilla on eri koko ja muoto ja ne levittävät siksi eri värejä. Tämä selittää, miksi muilla planeetoilla taivas on erilainen kuin meidän.
Aurinkokunnan planeetoilla on erilaisia värejä ilmakehän rakenteen vuoksi.
Täällä maan päällä tämä tapahtuma voidaan myös visualisoida. Esimerkiksi seuraavassa kuvassa meillä on kuva taivaasta Mount Everestillä, joka on maan korkein vuori. Katso, että taivas on tummempi sininen. Miksi se tapahtuu? Koska ilman tiheys on hyvin pieni ja sinisen levittämiseksi on vain vähän molekyylejä. Tästä syystä taivaan väri on tummempi.
Taivas Mount Everestin päällä on tavallista tummempi
Yksi kysymys on kuitenkin jäljellä: Miksi taivas on punainen hämärässä?
Kun aurinko laskee, valo kulkee paljon suuremman määrän ilmakehää ennen kuin se saavuttaa silmämme. Värit, joilla on pidempi aallonpituus, kuten punainen ja oranssi, ovat viimeisiä diffuusiona, ja ne ovat näkyvissä myös tämän suuremman ilmakehän läpi. Sininen valo, joka on hajonnut melkein kokonaan tällä tavalla, kun ilmakehä toimii suodattimena, ei käytännössä saavuta silmiämme. Toisaalta, punainen valo, joka ei ole hajallaan, mutta välittyy, voidaan visualisoida.
Myös pöly- ja savupartikkelit, jotka ovat suurempia kuin ilmapartikkelit, ovat paremmin yhteensopivia punaisen aallonpituuden kanssa. Siksi nämä hiukkaset sirottavat punaista enemmän kuin sininen. Tuloksena on upeat näkymät, kuten alla esitetty auringonlasku:
Auringonlasku rannalla punertavalla taivaalla
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
