Gökyüzünün Renkleri: Gökyüzü Neden Mavi? Gün Batımında Neden Kırmızı Olur?

Gökyüzü, romantik bulduğumuz pek çok bilimsel olayın gerçekleştiği güzel kubbemiz. Gökyüzünün gecesi aylı yıldızlı başka güzel, gündüzü rengarenk bir başka güzeldir. Herkesin bir gökyüzü merakı ve sevdası vardır. Gün batımında veya gün doğumunda oluşan renklere hayran olmayan var mıdır acaba ya da gökkuşağı görünce sevinmeyen!

Yaşam kaynağımız Güneş’in yaydığı ışınlar atmosfere girer ve bazı engellerle karşılaşır. Bu ışınların bir kısmı bu engeller tarafından absorbe olur, bir kısmı saçılır, bir kısmı da yansır. Atmosfere girdiğinde beyaz renkli olan güneş ışınları gözümüze başka başka renklerde görünür. Peki nedir bu engeller? Atmosferde su buharı molekülleri (H₂O), hava molekülleri (Havanın yaklaşık %78’i azot gazı, yaklaşık %20’si oksijen gazı, geri kalanı da argon başta olmak üzere diğer asal gazlar ve karbondioksittir.), ozon gazı ve havada her zaman bulunmayan ve oranları bölgeden bölgeye değişen kirletici gazlar bulunur.

Meltem Çetin Sever

Gökyüzü Neden Mavidir?

Güneş ışığı atmosfere girdiğinde saçılan ışınların dalga boyları farklı farklıdır. Bu farklılık saçılma anında farklı renklerin oluşmasını sağlar. Kısa dalga boylu ışınlar mor, mavi ve yeşil renkler olarak; uzun dalga boylu ışınlar ise sarı, turuncu ve kırmızı renkler olarak saçılır. Fakat kısa dalga boylu ışınlar daha fazla saçılır.

Saçılmayı, gökyüzünü "fırçayla boyama" gibi düşünebilirsiniz. Daha çok saçılan renkler, gökyüzünde daha çok alanda etkili olarak baskın renk olmaktadır. Güneşten gelen kısa dalga boylu, dolayısıyla daha çok saçılan ışınların büyük bir kısmı mavidir, bu yüzden gökyüzünü mavi görürüz.

Neden Mor Değil de Mavi?

Aklınıza takılabilir: Mor, maviden de çok saçılmaktadır; neden gökyüzü mor değil de mavi? İzah edelim:

Işık saçılması gökyüzünün rengi ardındaki en önemli açıklama olsa da, işin bir de bizler tarafından nasıl algılandığı boyutu vardır. İnsan gözünün en hassas olduğu renklerin dalga boyu 380-740 nanometre arasıdır. Bahsettiğimiz gibi, Güneş'ten gelen ışınların büyük bir çoğunluğu, 400 nanometre civarındaki mor ile 450 nanometre civarındaki mavi renklerdir. Ortalama bir insanın retinasında düşük ışığa duyarlı 10 milyon adet çubuk hücresi ve renge duyarlı 5 milyon adet koni hücresi bulunmaktadır. Bu koniler uzun, orta ve kısa olmak üzere üç farklı dalga boyuna özelleşmişlerdir ve her bir koni hücresi, kendine özgü ayrı bir dalga boyuna duyarlıdır.

Dahası, bu dalga boyu aralıklarında da her bir değere eşit derecede duyarlı değildirler. Örneğin uzun dalga boyuna duyarlı koni hücrelerinin en hassas olduğu dalga boyu 570 nanometredir (sarı). Orta konilerin hassaslığının doruk noktası 543 nanometredir (yeşil); kısalar ise 442 nanometrede (mavi-mor) doruğa ulaşır. Fakat bu koniler sadece bu doruk noktalarına duyarlı değildir; oldukça geniş bir aralığa sahiptirler; öyle ki, bir koni hücresinin hassasiyet genişliği, bir diğeri ile üst üste binmektedir.

Koni hücrelerinde görülen bu "üst üste binme" nedeniyle iki ayrı renk karışımı, beyinde aynı sinyalin oluşmasına neden olabilir. Bu tarz dalga boylarına metamer adı verilmektedir. Zaten bu sayede kırmızı ve yeşil dalga boyları aynı anda gözümüze geldiğinde bunları sarı olarak algılarız; çünkü tek başına sarı dalgaboyu ile ayırt edemeyiz.

İşte mavi ile beyaz renklerin aynı anda gelmesi ile mavi ve morun aynı anda gelmesi, beynimizde aynı tepkiyi yaratmaktadır. Dolayısıyla gökyüzüne baktığımızda, aslen gözümüze mavi ve mor dalga boyları giriyor olsa da, beynimiz bunları mavi ve beyaz olarak yorumlar. Bu nedenle de gökyüzünü mor değil, mavi olarak görürüz.

Bu, şu anlama gelmektedir: Koni hücreleri farklı dalga boylarına hassas olacak biçimde evrimleşmiş diğer hayvan türleri, gökyüzüne baktıklarında bizden daha farklı renkler görmektedir!

Gün Doğumu ve Batımındaki Kırmızımsı Renkler Nasıl Oluşur?

Güneş ışınları gün doğumu ve gün batımına yakın, atmosfere daha dar bir açıyla girerler. Bu açıdan kaynaklı ışınlar atmosferde daha çok yol alır. Bu sırada kısa dalga boylu ışınların çoğu saçılır ve bize daha uzun dalga boylu ışınlar ulaşır. Bu ışınlar da kırmızı, turuncu ve sarı olanlardır. Eğer atmosferde hava moleküllerinden daha büyük olan parçacıklar varsa sarı renkli ışınlar da saçılır ve geriye kırmızı ve turuncu renkli ışınlar kalır, dolayısıyla gün batımını turuncu-kırmızı renkli görürüz.

Gökkuşağı Nasıl Oluşur?

Atmosfere giren güneş ışınları yağmur damlalarının içinden geçerken hızları yavaşlar. Bu ışınların bir kısmı damlanın içinde kırılarak yansır, bir kısmı da damlanın içinden geçer. Yansıyan ışınlar bir uçta kırmızı diğer uçta mor olmak üzere bir yelpazeye ayrılır ve gökkuşağı oluşur. Gökkuşağındaki renkler dıştan içe kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, lacivert, mor şeklinde sıralanır.

Meltem Çetin Sever

Yağmur yağmadığı zamanlarda da bazen gökkuşağını bulutların üzerinde görürüz. Bulutların sıvı ya da katı su moleküllerinden oluştuğunu biliyoruz. Güneş ışınları damlacıklara ya da kristallere çarparak kırılır ve saçılır. Bu da gökkuşağı bulutlarının oluşmasını sağlar.

Meltem Çetin Sever

Tüm bunlar, akıllara Carl Sagan'ın meşhur sözünü getiriyor:

Carl Sagan (1934-1996)