Χρονική στιγμή, 20:30. Χαλαρό τρέξιμο ή περπάτημα από Περλ προς Δελφίνι. Κοιτάζεις ευθεία και παρατηρείς ένα καθημερινό και από τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα πάνω σε αυτόν τον πλανήτη, το ηλιοβασίλεμα! Ο Ήλιος μόλις έχει βουτήξει στο νερό, δίπλα από τη Φορτέτσα και πίσω από το Χανιώτικο Ακρωτήρι και μία οριζόντια πορτοκαλόχρωμη ζώνη απλώνεται στον ορίζοντα η οποία σταδιακά δίνει τη θέση της σε μπλε αποχρώσεις ψηλότερα στον ουράνιο θόλο, προσφέροντας ιδανικές φωτογραφικές στιγμές (Εικόνα 1). Γιατί όμως είναι έτσι; Γιατί το μεσημέρι κοντά στον ηλιακό δίσκο το χρώμα είναι πολύ ανοιχτό λευκό ή κίτρινο και πιο μακριά κυριαρχεί το γαλάζιο; Τι συμβαίνει το βράδυ και ο ουρανός μαυρίζει, έχοντας πολλές ομοιότητες (αλλά και διαφορές) με τον αντίστοιχο σεληνιακό;

Όπως διαφαίνεται, ενεργό ρόλο σε αυτές τις χώρο-χρονικές χρωματικές εναλλαγές παίζουν το λευκό φως του Ήλιου και η ύπαρξη της γήινης ατμόσφαιρας. Να αναφερθούμε, επομένως, στα χρώματα και το ηλιακό φως. 

Το ορατό φως του Ήλιου αποτελείται από τις ακτινοβολίες των έξι χρωμάτων του ουράνιου τόξου, τα χρώματα της ίριδας! Αυτά, από το μικρότερο μήκος κύματος (μεγαλύτερη συχνότητα) προς το μεγαλύτερο μήκος κύματος (μικρότερη συχνότητα) [1], είναι: ιώδες (μωβ), μπλε, πράσινο, κίτρινο, πορτοκαλί και κόκκινο (ερυθρό). Η σύνθεση (πρόσθεση) και των έξι χρωμάτων μας δίνει το λευκό φως ενώ η απουσία ορατού φωτός μεταφράζεται σε μαύρο χρώμα (πρακτικά δηλαδή το μαύρο είναι η απουσία χρώματος (!), όπως εύκολα αντιλαμβανόμαστε το βράδυ στο δωμάτιό μας με κλειστά φώτα). Όταν το ορατό φως προσπίπτει στα μόρια της ατμόσφαιρας, απορροφάται από αυτά και επανεκπέμπεται (διαχέεται) προς όλες τις κατευθύνσεις, χωρίς να αλλάζει η συχνότητα των ακτινοβολιών που το αποτελούν. Η απορρόφηση και η επανεκπομπή αυτή ονομάζεται σκέδαση (Rayleigh) [2]. Πόσο ισχυρή θα είναι η σκέδαση εξαρτάται από το μήκος κύματος/συχνότητα της ακτινοβολίας. Τα μικρότερα μήκη κύματος σκεδάζονται περισσότερο, ενώ τα μεγαλύτερα λιγότερο. Το εντονότερα σκεδαζόμενο χρώμα παρέχει το χρώμα του ουρανού, όταν ο ήλιος είναι “ψηλά”.

Οπότε, γιατί το χρώμα του ουρανού δεν είναι μωβ, καθώς έχει μικρότερο μήκος κύματος; Αυτό δε συμβαίνει για τρεις λόγους: αφενός γιατί το μωβ έχει μικρή ένταση σε σχέση με τα υπόλοιπα χρώματα, αφετέρου γιατί τα μάτια είναι πιο “ευαίσθητα’’ στα τρία βασικά χρώματα (κόκκινο, μπλε, πράσινο) και, τέλος, γιατί  το μεγαλύτερο κομμάτι του μωβ απορροφάται στην ανώτερη ατμόσφαιρα και δεν προλαβαίνει να φτάσει στην επιφάνεια της Γης [3]. Ταυτόχρονα, το σκεδαζόμενο φως περιέχει εννέα φορές περισσότερο (!) κυανό χρώμα από το αντίστοιχο κόκκινο. Άρα, το χρώμα του ουρανού το μεσημέρι είναι γαλάζιο, γιατί η διαδρομή του φωτός μέσα στην ατμόσφαιρα είναι η ελάχιστη και το κυρίαρχο σκεδαζόμενο κυανό χρώμα φτάνει στο μάτι μας. Κατά το σούρουπο το φως διανύει τη μέγιστη απόσταση μέσα στην ατμόσφαιρα και ένα σημαντικό μέρος του σκεδαζόμενου κυανού δεν καταφέρνει να φτάσει στο μάτι μας, σε αντίθεση με το πορτοκαλί και το κόκκινο που σκεδάζονται λιγότερο (Εικόνα 1). Το βράδυ στη Γη δεν υπάρχει ηλιακό φως για να σκεδαστεί και να δώσει χρώμα στον ουρανό. Στο διάστημα ή στη Σελήνη ο ουρανός είναι μαύρος γιατί δεν υπάρχει ατμόσφαιρα για να σκεδάσει το ηλιακό φως [3,4,5].

Η επιστημονική προσέγγιση δεν αφαιρεί από την ομορφιά του σύμπαντος! Δεν εκτιμάμε λιγότερο ένα όμορφο ηλιοβασίλεμα ή ένα πίνακα ζωγραφικής. Αν χρειαστεί, όμως, μπορούμε, μέσω της προσέγγισης αυτής, να κατανοήσουμε και να εξηγήσουμε καλύτερα τις παρατηρήσεις μας.

Ενδεικτικές πηγές- Βιβλιογραφία