Ето какъв всъщност е цветът на слънчевата светлина – втора част

В първата част се спряхме предимно на светлината, излъчвана от различните звезди и как нейният цвят се възприема от човешките очи. Нека сега да обърнем внимание на реалната светлина на Слънцето и при какви условия можем да видим, че то наистина изглежда наситено зелено.

При бързо въртящите се звезди като Вега температурата не е равномерна в цялата звезда, а самата звезда, подобно на Земята, е сбита в полюсите и изпъкнала в екватора. В резултат на това температурата в полярните области може да бъде с няколко хиляди градуса по Целзий по-висока, отколкото в екваториалните области, които са по-далеч от центъра.

Открили сме голямо разнообразие от звезди с различни маси, температури, яркост и много други свойства. Научихме, че една звезда може да има пик на интензитета при всяка дължина на вълната, включително в целия видим спектър на светлината (от виолетово до червено) или дори извън него, като например в ултравиолетовата или инфрачервената област, включително много далеч в тези невидими диапазони на вълните.

Но не се изкушавайте да бъркате „мястото на пика на дължината на вълната“ с цвета; тъй като нямаме работа с монохромна светлина, просто е неправилно това да се нарича цвят на звездата. Всъщност нито един „цвят“ не съществува независимо от нашето човешко възприятие, а това изисква да разберем какво всъщност е цветът за хората: реакциите на колбичките в очите ни и интерпретацията на тези реакции от нашия мозък.

В нормалното човешко око има три вида колбички и един вид пръчици. Пръчиците възприемат само яркостта (свойство на монохромното зрение) и са най-полезни при слаба осветеност и периферно зрение. Колбичките, от друга страна, са разположени главно в зрителното поле, насочено напред, и работят най-добре при ярка светлина (например дневна); те биват три вида: S, M и L, съответстващи на къси, средни и дълги светлинни вълни.

Относителната сила на реакцията на всеки от трите вида колбички дава възможност на нашия мозък да интерпретира цвета на обектите и дори да вижда съставните цветове: цветове, които не са част от спектъра на видимата светлина, но съществуват в природата като комбинации от различни дължини на вълните на светлината, събрани заедно. Така например розовото е бяла светлина с допълнителен червен компонент. Пурпурната светлина е комбинация от синя/виолетова и червена светлина, така че светлината, оптимизирана за растежа на растенията (т.е. абсорбирана от молекулите на хлорофилите А и В), има този оттенък. А кафявото например е смес от повече червена светлина с по-малко зелена/жълта светлина и по-малко синя светлина.

Слънцето, което е смес от всички различни цветове светлина, е най-яркият пример за „бяла светлина“, способна да поглъща и/или отразява светлината с всякаква дължина на вълната (или комбинация от дължини на вълните). Това, че включва зелена светлина, съвсем не го прави зелено: във Вселената няма звезди, които човешкото око би възприело като зелени.

Въпреки това някои природни явления имат зелен цвят, като например полярното сияние, планетарните мъглявини, светещи в зелено, или така наречените зелени грахчета на галактиките, които виждаме в космоса. Причината за зеления цвят на тези явления е, че тяхната светлина е резултат от специфичен преход на електроните в двойно йонизираните кислородни йони, който се извършва при монохроматична дължина на вълната от 500,7 нанометра, която е много близка до зеления цвят.

Като се има предвид, че Слънцето наистина излъчва бяла светлина, може да ви се стори странно, че то не винаги изглежда бяло. Има основателна причина за това: много малко от нас имат възможност да наблюдават Слънцето от космическия вакуум. За разлика от тях почти всички ние сме тук, на повърхността на Земята, и затова виждаме светлината на Слънцето само когато тя преминава през земната атмосфера.

Атмосферата на Земята е съставена от частици и тези молекули са способни да разсейват светлината. По-специално, те разсейват светлината с различна дължина на вълната с различна ефективност: светлината с по-къса дължина на вълната, като синьо и виолетово, се разсейва по-лесно, докато светлината с по-дълга дължина на вълната, като оранжево и червено, се разсейва по-зле. Така например небето изглежда синьо, защото синята светлина на Слънцето се разпръсква в различни посоки в атмосферата.

Когато Слънцето е високо над хоризонта, светлината преминава само през малка част от земната атмосфера и изглежда бяла. С приближаването му към хоризонта неговата светлина преминава през по-дебел слой на земната атмосфера и то изглежда червено при залез/изгрев, а с издигането му нагоре изглежда оранжево, жълто и накрая бяло, като Луната. При много благоприятни обстоятелства над Слънцето или Луната може да се види малка „светкавица“ от зелена или дори синя светлина при изгрев или залез, тъй като тези по-къси вълни могат да се изкривяват малко повече от по-дългите жълти, оранжеви и червени вълни при преминаването им през земната атмосфера.

Горната снимка показа така нареченият „Зелен лъч“ – много красиво природно явление, описано в редица книги, енциклопедии и т.н.

Въпреки това, ако при подходящите условия просто изберем зелената част от светлината, излъчвана от Слънцето, това не означава, че нашето Слънце наистина е зелена звезда. Въпреки че някои хора все още наричат Слънцето жълто джудже, нашето Слънце всъщност е най-бялата позната ни звезда. Не е случайно, че виждаме слънчевата светлина бяла, тъй като нашите очи и колбичките в тях произхождат от по-ранни форми на живот, които винаги са познавали Слънце, много подобно на това, което виждаме днес. Може би, ако бяхме родени в близост до по-топла или по-хладна звезда, щяхме да сме еволюирали с очи, колбички и мозък, които да интерпретират светлината с всякакъв цвят, излъчвана от местната звезда, като „бяла“.

Но причината, която хората посочват, за да оправдаят твърдението, че „звездите са зелени“, е фундаментално погрешна, защото „максималната дължина на вълната“ има много, много малко общо с това, което всъщност представлява присъщия цвят на даден обект или набор от светлинни форми. Термините „дължина на вълната“ и „цвят“ могат да се използват взаимозаменяемо само в случай на чисто монохроматична светлина. Ако светлината е съставена от много различни дължини на вълната, тогава подобно опростено определение просто не е добро: цветът за нашето око е много човешко понятие. Но това е случаят, в който наистина можете да повярвате на очите си: въпреки че слънчевата светлина съдържа зелено, тя съдържа и всички останали цветове. Ако съберете всичко това – което нашите очи и мозък правят автоматично – ще получите само бяло.