Taivas, joka osaa valita värinsä

Taivas, joka osaa valita värinsä

Yhdeksästoista vuosisata. Muuan tiedemies — häntä kutsuttiin John William Strattiksi, mutta kaikki tunsivat hänet nimellä lordi Rayleigh — istuu pöytänsä ääressä ja pohtii samaa kysymystä, jota oli kysytty tuhansien vuosien ajan. Miksi taivas on sininen? Hän otti paperiarkin, kirjoitti kaavan — ja selitti asian ensimmäistä kertaa niin tarkasti, että oppikirjoissa kerrotaan lähes sama vastaus vielä tänäänkin. Mutta me emme ota paperiarkkia. Me leikimme.

— Entä jos taivas on vain maalattu? Otettiin ja maalattiin siniseksi?

Hyvä veikkaus! Mutta mistä maali sitten tulisi? Ja miksei se valu alas? Ei, asia on ovelampi. Taivasta ei ole maalattu. Se itse valitsee, minkä värin se näyttää sinulle.

Kuvittele: Aurinko lähettää meille valoa. Ja se valo ei ole vain "valkoista". Se on itse asiassa kaikkien värien sekoitus samaan aikaan. Punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, violetti. Kaikki yhdessä. Jos sekoittaisit kaikki värikynät, syntyisi tumma mössö. Mutta valon kohdalla, kun kaikki värit ovat yhdessä, tuloksena on melkein valkoista. Aika hämmentävää, eikö?

— Hetkinen. Kaikki värit yhdessä on valkoista? Ei se ole reilua.

Ei olekaan, myönnän! Mutta niin valo vain toimii. Ja tämä valkoinen valo lentää Auringosta alaspäin — meitä kohti. Ja matkalla se törmää… ilmaan.

Ja ilma ei ole tyhjää. Siellä vilisee pikkuruisia molekyylejä. Niin pieniä, ettei niitä näe edes vahvimmalla mikroskoopilla. Ja kun valonsäteet osuvat näihin molekyyleihin — ne kimpoavat. Kuin pallot! Mutta erilaiset pallot kimpoavat eri tavalla.

— Millaiset pallot?

No, kuvittele: punainen säde on iso, painava pallo. Se lentää suoraan, tuskin edes huomaa molekyyliä, kimpoaa heikosti ja jatkaa matkaansa alaspäin. Sininen säde taas on pieni, kimmoisa pallo. Se törmää molekyyliin — pum! — ja kimpoaa voimakkaasti joka suuntaan. Oikealle, vasemmalle, ylös, alas. Se leviää koko taivaalle.

Näin siis käy: siniset säteet leviävät koko taivaan alueelle joka suuntaan. Ja mihin tahansa katsotkin ylöspäin — siellä on sininen säde. Siksi koko taivas näyttää siniseltä.

— Entä violetti? Sehän on vielä sinistä pienempi. Pitäisikö taivaan silloin olla violetti?

No niin, hyvä kysymys! Violetti todella siroaa vielä voimakkaammin kuin sininen. Mutta tässä on kaksi kikkaa. Ensimmäinen: silmämme näkevät violetin heikommin. Ne eivät ole sille kovin herkkiä. Toinen: osa violetista imeytyy jo korkealla ilmakehässä eikä juuri koskaan pääse meille asti. Niinpä silmä näkee enemmän sinistä kuin violettia. Taivas on sininen, ei violetti. Silmä on ovela laite.

— Miksi auringonlasku on punainen? Aurinkohan on sama!

Aurinko on sama. Mutta geometria on erilainen! Aamulla ja päivällä Aurinko on korkealla. Sen valo kulkee ilmakehän läpi lyhyttä reittiä suoraan alas. Siniset pallot ehtivät levitä koko taivaalle — taivas on sininen. Illalla taas Aurinko on matalalla, aivan Maan reunan tuntumassa. Ja sen valo kulkee ilmakehän läpi hyvin pitkää reittiä — melkein vaakasuoraan, koko paksun ilmakerroksen läpi. Siniset pallot ovat siihen mennessä jo levinneet minne sattuu ja kadonneet matkan varrelle. Silmiisi asti ehtivät vain isot, painavat pallot — punaiset ja oranssit. Siinä sinulle auringonlasku.

— Entä avaruus? Siellähän pitäisi päivällä olla sininen taivas!

Ei. Avaruudessa taivas on musta. Vaikka Aurinko olisi ihan lähellä ja häikäisevän kirkas, sen ympärillä taivas pysyy mustana. Koska avaruudessa ei ole juuri lainkaan ilmaa. Ei molekyylejä. Ei ketään sirottamaan sinisiä palloja. Valo lentää suoraan, kimpoamatta mihinkään. Ja jos et katso suoraan Aurinkoon, näet ympärilläsi vain pimeyttä.

Sininen taivas on ilmakehän lahja. Ei itse valon. Ei Auringon. Nimenomaan ilman.

— Entä jos ilma on likaista? Savusumua, pölyä?

Silloin taivas vaihtaa väriä! Isot pöly- ja savuhiukkaset sirottavat valoa eri tavalla — eivät enää yhtä valikoivasti. Ja taivaasta tulee vaalean harmaa, sameahko. Sen näkee esimerkiksi ison metsäpalon tai pölymyrskyn jälkeen. Marsissa ilmassa leijuu esimerkiksi jatkuvasti ruosteenväristä pölyä — ja siellä taivas on punertavan ruskea. Ei tippaakaan sinistä.

— Eli sininen taivas on vain Maan juttu?

No, planeetoilla, joilla on sopiva ilmakehä, voi olla samantapainen ilmiö. Mutta meidän taivaamme on erityinen. Se on juuri tuollainen, sininen ja vaaleansininen, koska ilmamme on puhdasta ja koostuu pienistä, kevyistä molekyyleistä.

Ja nyt — kokeilu, jonka voi tehdä ihan kotona. Ota lasillinen puhdasta vettä. Valaise sitä taskulampulla sivulta. Vesi on kirkasta — valonsäde kulkee läpi. Lisää nyt veteen hieman maitoa, vain muutama tippa. Sekoita. Ja valaise taas sivulta. Vesi muuttuu sivuilta katsottuna hieman sinertäväksi — maitohiukkaset sirottavat sinisiä säteitä ihan kuten ilman molekyylit. Ja jos katsot veden läpi suoraan taskulamppuun, se näyttää keltaiselta tai oranssilta. Siniset säteet ovat karanneet sivuille. Sinuun asti ehtivät vain punaiset ja oranssit. Auringonlasku lasissa.

Kun tänään kävelet kotiin, vilkaise taivasta. Jos se on kirkas ja sininen, juuri nyt miljardit siniset säteet lentävät joka suuntaan, joka ikinen sekunti. Jos taivas on kalpea tai sameahko, ilmassa on jotain, joka häiritsee tätä leikkiä. Ja illalla — etsi auringonlasku ja sano sille "nyt ymmärrän".

Tämä oli "Voi, oppaani". Jos sinua kiinnostaa, miten jokin muu asia toimii, siitä voi tilata oman opastuksensa. Vaikka omasta pihasta, pyramideista tai sarvikuonosta. Aikuiset tietävät, mistä minut löytää.

Teemme tarinoita lähteiden pohjalta, ja lähteet näkyvät tekstissä. Tarkista meidät: мой-гид точка онлайн.