Ако поговорката да видиш, значи да повярваш“ е вярна, то

Ето какъв всъщност е цветът на слънчевата светлина

Ако поговорката „ да видиш, значи да повярваш “ е вярна, то това е напълно тъкмо, когато става дума за светлината, която прониква в очите ни. В края на краищата това е самото определение на това какво от човешка позиция значи да виждаме нещо. И въпреки всичко по някаква причина хората се хващат на доста, доста съмнителното изказване, че Слънцето „ в действителност “ е звезда със зелен цвят.

Ако в миналото сте си отваряли очите, виждали сте Слънцето и в близост е имало обекти със зелен цвят, от персонален опит знаете, че Слънцето в действителност не е зелено. Тогава по какъв начин става по този начин, че интелигентните хора си внушават, че Слънцето в действителност има синьо-зелен нюанс?

В това неуместно изказване – а бъдете сигурни, че то е неуместно – се крие мъничко зрънце истина: Слънцето съдържа най-вече фотони на зелената светлина, в сравнение с фотони с каквато и да е друга дължина на вълната (т.е. на цвета). Но единствено съществуването на оптималната дължина на вълната в спектъра на светлината или оптималният интензитет при дадена периодичност, или повече фотони в избран цветови диапазон – това напълно не е задоволително, с цел да се дефинира какъв цвят в действителност има един обект, даже обект като Слънцето. Слънцето, както ви демонстрират очите, в действителност е бяла звезда, както може да потвърди един простоват опит.

Какво става с лъч слънчева светлина – може би най-яркият образец за бяла светлина – при прекосяването му през призма. Светлинните талази с разнообразни сили минават с друга скорост през призмата, само че както всички те минават с идентична скорост през вакуум, по този начин и светлината, която не минава през пречупващата среда, остава бяла

Какво в действителност съставлява този опит?

Той е доста елементарен: вземете вещество, способно да отразява еднообразно добре всички съществуващи дължини на светлинните талази (видими за човека), осветете го със светлината, чийто цвят желаете да определите, и по-късно използвайте очите си, с цел да определите какъв цвят виждате, когато тази светлина освети отразяващата ви повърхнина.

Къде можете да намерите това мистично вещество, което отразява еднообразно добре всички дължини на вълните на забележимата светлина?

Това е доста просто: всеки корав, идеално бял предмет е подобаващ. Ярко бял лист хартия, боядисана в бяло част от стена, бяла дъска или даже бяло цвете, забрадка или чаршаф ще се оправят чудесно.

Ако го осветите с алена светлина, то ще наподобява алено, тъй като отразява алената светлина. Ако го осветите със зелена, жълта, розова, лилава или оранжева светлина, резултатът ще е тъкмо подобен, какъвто очаквате: той отразява цвета на светлината, с която го осветявате, и затова самичък придобива този цвят.

Ако проведете малко по-различен опит, да вземем за пример вземете бял лист хартия на открито и го вдигнете по този начин, че върху него да пада директна слънчева светлина, елементарното наблюдаване на забележимия цвят на хартията ще ви подскаже какъв е цветът на Слънцето. Освен в случай че не гледате към него по време на изгрев или залез, по време на цялостно слънчево затъмнение или когато небето е мощно нечисто (напр. по време на сезона на горските пожари), цветът на хартията ще бъде недвусмислено бял – най-малко за вашите очи.

Бял лист хартия под директните слънчеви лъчи. Ако слънчевата светлина беше с различен цвят, а не бял, хартията щеше да придобие цвета на тази светлина; фактът, че тя към момента наподобява бяла, е отличен индикатор, че слънчевата светлина също е бяла

Всъщност астрономите постоянно споделят, че „ зелени “ звезди не съществуват, точно заради тестванията от този вид. Ако извършите сходен опит с която и да е звезда в познатата ни Вселена, ще установите, че съществува единствено стеснен набор от цветове на звездите.

Звездите с ниска маса, като алените джуджета, или даже по-хладните класове звезди (като класа на „ несполучливите звезди “, известни като кафяви джуджета) се характеризират с гама от цветове, която зависи от тяхната температура: обектите с най-ниска температура 800-1600 К имат бледен румено-кафяв цвят, който при по-високи температури (1600-2700 К) се трансформира в наситено, видимо алено.

С прекосяването към по-високи звездни маси (или по-еволюиралите звезди колоси и свръхгиганти) можете да откриете звезди с температура ~2700-4000 К, които наподобяват червено-оранжеви в долната част и оранжево-жълти в горната част на диаграмата, каквито са да вземем за пример Арктур и Алдебаран.

Когато температурата на звездата е в диапазона ~4000-5000 К, цветът става по-жълт или жълто-бял, като да вземем за пример ярката звезда Полукс. Такива са светлинните условия, които се следят на Земята в интервалите, съответстващи на ранната заран и късната вечер: атмосферата блокира огромна част от светлината с най-къси дължини на вълните, оставяйки светлината с по-дълги дължини на вълните.

При температури от към 5000 до 6000 К, към които спада и нашето Слънце, както и сходните на него звезди, цветовата картина има жълтеникаво-бял до бял тип, към който спада освен Слънцето, само че и редица ярки звезди, в това число Капела.

След това, колкото по-висока от 6000 К е температурата на звездата, цветът стартира да придобива първо наследник, а по-късно по-ярък синкав нюанс, каквито са ярките звезди Кастор, Ригел и най-ярката забележима от Земята звезда – Сириус.

Двойната звезда Албирео, показана по-долу, е отличен образец за две доста близки звезди с доста разнообразни цветово-температурни характерности: по-малко ярката синя звезда е с температура към 13 000 К, до момента в който нейната по-ярка жълта звезда е с температура единствено към 4 400 К.

Звездата Албирео, ситуирана в основата на „ Северния кръст “ в астеризма, прочут като Летния триъгълник, елементарно се разграничава на два съставния елемент с дребен телескоп или бинокъл. По-ярката жълта звезда е с температура към 4 400 К, до момента в който по-слабата синя звезда е доста по-гореща – към 13 000 К. Разликата в цвета се дължи на разликата в температурата на звездите. Албирео се счита за необятна двойна звезда, само че макар че от епохи се знае, че тя е формирана от две звезди, от време на време към момента се спори дали те са гравитационно свързани или не

Това е всичко. Когато става въпрос за звезди, има единствено кафявочервени, червени, оранжеви, жълти, бели, синкавобели, сини и никакви други благоприятни условия. Това са единствените цветове на звездите, които въобще съществуват, без да има по-екзотични цветове, на които да се разчита. Не съществуват звезди с никакъв различен цвят – било то лилаво, зелено, розово, пурпурно, бордо, шартрьоз, аквамарин и доста други.

Причината, заради която толкоз доста хора бъркат – и даже, в случай че потърсите задоволително старателно, можете да намерите страници на НАСА, на които това също е неправилно указано е, че те смесват две феномени: цвета на даден обект и дължината на светлинната вълна, съответстваща на някакъв „ пик “ в спектъра на обекта.

Съществува физическо събитие, при което е допустимо непосредствено да се съпостави „ дължината на вълната на светлината “ с „ цвета “, само че това е относително рядко събитие: единствено при съществуване на монохроматична светлина или когато всички фотони (или частици светлина), предавани от източника на светлина, имат една и съща, точна дължина на вълната. Това събитие постоянно поражда, когато става въпрос за лазерна светлина или някои класове светодиоди, които могат да имат една-единствена дължина на вълната за червен, жълт, зелен, наследник, лилав и други цветове, само че нормално това не е по този начин при светлината, идваща от звездите.

Комплектът лазерни показалки Q-line показва разнообразието от цветове и компактния размер, които към този момент са присъщи за лазерите. Чрез възбуждане на електрони и стимулирането им с фотон с мечтаната дължина на вълната може да се излъчи различен фотон с тъкмо същата сила и дължина на вълната. По този метод се основава светлината в лазера: посредством насилствена емисия на лъчение

За разлика от лазерите и другите източници на монохромна светлина, светлината на същинските звезди се състои от лъчение с голям диапазон от дължини на вълните според от температурата на звездата.

Всеки обект, нагорещен до избрана температура, изпуска излъчване с разнообразни дължини на вълната и честоти, като с увеличение на температурата на обекта интензивността на излъчването доближава най-много при по-късите дължини на вълната, по-високите сили генерират по-високите честоти. Ето за какво железна тенджера, нагрята на котлон, ще бъде гореща доста преди да видите, че свети, тъй като пикът на интензивността на излъчването е в инфрачервения набор, който ние усещаме като топлота.

С повишението на температурата обектът става по-нагорещен и пиковата дължина на вълната, която излъчва, се измества към по-късите талази – забележимата част на спектъра. Интересно е, че по-топлите обекти не престават да излъчват повече от по-хладните обекти при всички дължини на вълната, даже в диапазона на дължините на вълната, където по-хладният обект има пик на интензивността. Колкото повече топлота съдържа един обект, толкоз повече сила излъчва той във всички дължини на вълната и толкоз по-къс е пикът на интензивността му. В най-идеализирания газ този обект също по този начин би бил съвършен абсорбатор на цялото външно лъчение. В този случай излъчването му ще има ясно изразен набор – спектърът на безусловно черното тяло, който служи като чудесно приближение за спектъра на множеството звезди.

Един и същ размер материя, нагорещен до разнообразни температури, ще излъчва друг набор светлина. При по-високи температури пикът на лъчение се измества към по-късите дължини на вълните, само че цветът на даден обект се дефинира от целия набор на забележимата светлина, а освен от пика на спектъра

За да доразвием тематиката, се оказва, че Слънцето (или която и да е друга звезда) не е същинско безусловно черно тяло, защото няма твърда, идеално поглъщаща радиацията повърхнина. Вместо това звездите имат фотосфери, които са полупрозрачни за светлината; те гълтам добре светлината, само че имат ниски градиенти на плътността и температурата. С отдалечаването от центъра на звездата, толкоз по-студена е тя, което е значимо за постепенно въртящите се звезди като Слънцето, само че още повече за бързо въртящите се звезди като близката ярка звезда Вега.

Само дребна част от силата, която получаваме от Слънцето, се излъчва от самия завършек на фотосферата; по-голямата част от светлината, която възприемаме, идва от дълбоките пластове на Слънцето на няколкостотин или даже хиляди километра надолу. Тъй като там е по-топло, светлината на Слънцето се държи не като едно „ черно тяло “ с една-единствена температура, а като сума от черни тела в температурния диапазон от ~5700 К до съвсем 7000 К надълбоко в Слънцето.

Край на първа част. Във втората част ще се спрем на действителната светлина на Слънцето и при какви условия можем да забележим, че то в действителност наподобява наситено зелено.