Kök ne içün küntüz mavı, gece ise qara?

Yarıq közge yetmek kerek

Qaranlıq odanıñ bir tarafından digerine yöneltilgen qol fenerini tasavur et. Divarda aydınlanğan leke körüne. Avada toz olsa, şavleniñ özüni de yandan körmek mümkün: yarıqnıñ bir qısmı toz danelerine rast kelip yönüni deñiştire ve közge tüşe. Yönniñ böyle deñişmesine saçılma denile.

Bu misal yarıqnıñ yolunı añlata, amma kökniñ tüsüni degil: iri toz daneleri ve ava molekulaları yarıqnen başqa-başqa tarzda tesirleşe. Mavı küntüz içün atta temiz ava, başlıca onıñ azot ve oksigen molekulaları, yeterli. Küneş olarnı aydınlata, olar ise yarıqnıñ bir qısmını bizge doğru saça. Bunıñ içün yarıq Küneşten uzaq kök saalarından da kele. NASA: yarıqnıñ saçılması.

Aydınlanğan eşyalar arasındaki boşluqqa yaqın feza içinde böyle parlak atmosfera fonı yoq. Közge tüşmeyip yanından keçken şavle öz-özünden körünmey. Bir vaqıtta parlak aydınlanğan topraqnı ve onıñ üstündeki qara kökni körmek mümkün.

Ay tam böyle bir qıyaslama bere. Onıñ pek seyrek gaz çevresi — ekzosferası bar, amma mavı qubbe yaratqan sıq Yer atmosferası yoq. Bu farqnı NASA Ay şartları aqqındaki baquvında añlata.

Ava ne içün mavı tüs qoşa?

Küneş yarığında çeşit-çeşit körüngen tüsler bar. Prizma olarnı renkli bir şeritke — spektrge ayıra bile. Yarıqnıñ dalğa hususiyetleri bar: dalğa uzunlığı yarıq dalğasınıñ yan yana kelgen eki töpesi arasındaki mesafedir. Körüngen spektrde qırmızı tüske uzunraq dalğalar, mavı ve mor tüslerge ise qısqaraq dalğalar uyğun kele. NASA: körüngen yarıq.

Ava molekulaları körüngen yarıqnıñ dalğa uzunlığından pek kiçik. Bu şartlarda qısqa dalğalar uzun dalğalardan daa tesirli saçıla. Bu, Reley saçılmasıdır. Açıq kökke Küneşten başqa bir yönde baqqanda, bizge qısqa dalğalar payı artqan yarıq yete ve biz onı mavı olaraq qabul etemiz.

Qırmızı yarıq da saçıla, yalnız daa zayıf. Ava şavlelerni «er vaqıt tüz ketkenlerge» ve «er vaqıt burulğanlarğa» ayırmay. O, doğrudan kelgen ve saçılğan yarıqta tüslerniñ nisbetini yavaş-yavaş deñiştire. NASA: saçılmanıñ dalğa uzunlığına bağlılığı.

Şemada eki şartnı ayrı-ayrı qıyasla: yarıqnı közge yönelte bilgen molekulalar barmı ve Küneş olarnı aydınlatamı? İdeal vakuum birinci şartnı, Yerdeki gece ise ekinci şartnı fikren yoq etmege yardım ete.

Uzunraq yol — qırmızıraq kün batışı

Şimdi geometriyanı deñiştireyik. Küneş yuqarıda olğanda, onıñ yarığı yüzeyge qadar atmosfera içinden nisbeten qısqa yol keçe. Ufıq yanında şavle qıya keçe ve daa çoq avadan keçe. Bu, atmosferanıñ aqşam birden qalınlaşqanından degil: şavleniñ yönü deñişti.

Uzun yol boyunca saçılma qısqa dalğalarnı doğrudan kelgen yarıq destesinden daa çoq çıqara. Küneşten kelmege devam etken yarıqta uzun dalğalarnıñ payı arta. Bunıñ içün alçaq Küneş ve onıñ aydınlatqan bulutları portaqal tüsünde ya da qırmızı körüne bile. Bu, mavı küntüzni yaratqan aynı mehanizm, amma şimdi biz doğrudan kelgen yönde qalğan yarıqnı közetemiz. NASA Earth Observatory: kün batqanda yarıqnıñ uzun yolu.

Qırmızı kün batışı bütün kök birden qırmızı olmaq kerek degeni degil. Başqa-başqa yönlerde başqa yollar keçken yarıqnı köremiz; bulutlar, toz ve pus manzaranı deñiştire. Bu qısqa izaat belli bir aqşamnıñ tam tüsüni ögünden aytmay.

Bulutlar molekulyar qaideniñ sınırını da köstere. Olarnıñ tamçıları molekulalardan pek iri ve körüngen tüslerni daa az seçip saça. Aq yarıqnen aydınlanğan bulut aq körüne bile; onıñ qalın aşağı qısmı ise kül tüsünde ola bile, çünki o yerge daa az yarıq yete. NOAA: bulutlarnıñ tüsleri.

Gece aydınlatuv söne, ava ise qala

Közetüv yeri Yerniñ gece tarafında olğanda, planeta doğrudan kelgen Küneş yarığını tosa. Üstümüzdeki molekulalar qala, amma küntüzki parlak fonnıñ menbası olarnı endi küntüzkisi kibi aydınlatmay. Saçılma «sönmey»: aydınlatuv deñişe. NASA StarChild: küntüz, gece ve qaranlıq kosmos.

Küneş batqan soñ birden qaranlıq olmay. Yüzeyden Küneş körünmey, amma yuqarıdaki atmosferanıñ bir qısmı daa aydınlana ve onıñ yarığını bizge saça. Bu, alaca qaranlıqtır. Küneş ufıq altına daa çoq tüşken sayın küntüzki aydınlatuv zayıflana. NWS: alaca qaranlıq nedir?.

Gece kökü de tam qara degil. Ava Ay yarığını ve şeer fenerleriniñ yarığını saça. Yuqarı atmosferanıñ öz zayıf parıldaması da bar — airglow: atomlar ve molekulalar Küneş nurlanuvından alğan energiyasını qaytarıp yaya. NASA: atmosferanıñ tabiiy parıldaması. Başlıqta «qara» — qaranlıq fonnıñ adiy tasviri, yarıqnıñ tam yoqluğı aqqında iddia degil.

Bütün yıldızlar ne içün küntüz yarığınıñ yerini almay?

Yerniñ kölgesi Küneş fonınıñ qayda ketkenini añlattı. Amma yıldızlar parıldamağa devam ete. Olarnıñ arasında ne içün qaranlıq boşluqlar qala?

«Olar uzaqta» degen cevap başqa bir sual bermeyince yeterli körüne: daa uzaq mesafelerde ne qadar yıldız bar? Basitleştirilgen kâinat tasavur eteyik: soñsuz, deñişmez, er yerinde birdey sıqlıqta ve er vaqıt parıldağan yıldızlar bar. Uzaq yıldızlar solğunraq, amma fezanıñ er bir daa uzaq qatlamında olar çoqraq. Böyle modelde yalnız uzaqlıq bütün kökniñ parlak oluvından qurtarmay. Bu beklenti ile qaranlıq gece arasındaki zıddiyetke Olbers paradoksı denile. Penn State: yıldız modeliniñ izaatı.

Aqiqiy kâinatta yıldız yarığınıñ soñsuz ve deñişmez keçmişi yoq. Yıldızlar belli bir devirde peyda oldı, yarıq ise bizge yetmek içün vaqıt istey. Demek, güya er vaqıt parıldağan soñsuz yıldızlar sırasınıñ payını qoşmaq mümkün degil. Deñişken kâinatta yarıqnıñ tarqaluv vaqıtınıñ sınırlı olması bu beklentini yoq ete. Bu, biz kâinatnıñ feza kenarını kördik degeni degil. Penn State: Olbers paradoksınıñ çezilmesi.

Bunıñnen beraber, kâinat keñeye: uzaqtan kelgen yarıqnıñ dalğa uzunlıqları arta ve körüngen fonğa qoşqan payı zayıflana. Nurlanuvnıñ bir qısmı közümiz körgen aralıqtan tışqa keçe. NASA StarChild: dalğalarnıñ uzunlaşması. Qaranlıq gece bu tasvirge uyğun kele; yalnız özü kâinatnıñ yaşını ölçemey ve onıñ keçmişiniñ bütün tafsilâtını isbatlamay.

Ayırmaq kerek olğan üç şart

Mavı küntüz içün Küneş yarığı, ava molekulaları ve saçılğan yarıqnı közge yetkizgen yol kerek. Kün batqanda uzun yolda doğrudan kelgen yarıq daa çoq qısqa dalğa coyıp qızara. Alaca qaranlıqtan soñ Yer gece tarafı üstündeki avanı kölgede qaldıra ve küntüzki parlak fon söne. Yıldızlar ise bütün kökni parlak fonnen toldurmay, çünki olarnıñ yarığınıñ deñişken kâinattaki keçmişi sınırlı.

Ögünden aytmağa tırış: avanı fikren yoq etip, Küneş aydınlatuvını qaldırsaq, küntüz gecege çevirilir edimi? Kök fonı qaranlıqlaşır edi, amma yüzey ve eşyalar aydınlanmağa devam eter edi. Biz yarıq menbasını degil, saçıcı ortamnı yoq ettik — Yer ve Ay küntüzleri arasındaki farq tam budır.

Özüñ közetmek içün Küneşniñ ufıq altına tam gizlengenini bekle ve başıñ üstündeki kökniñ nasıl sönip barğanını közet. Ögünden beklenti: qaranlıq yavaş-yavaş kele, çünki aydınlanğan yuqarı atmosfera daa alaca qaranlıq yarığını bere. Bulutlılığı başqa olğan aqşamlarnı qıyasla; közleriñni ya da optik cihazlarnı Küneşke yöneltme.

Ava qabığınıñ quruluşına «Kosmos nedir ve qaydan başlana?» maqalesinde qaytmaq mümkün. Kursnıñ nevbetteki suali — küntüzki parlak fon yoq olğanda közümizge neler açıla?