adminml

Jak vypadá nebe na Marsu?

Decrease Font Size Increase Font Size Text Size Print This Page

FOTO: Ilustrační foto

 

Dana Tenzler: Jak vypadá nebe na Marsu?

Naše nebe je přes den modré a během západu Slunce zlátne a červená. Na sousední planetě Marsu je to přesně naopak. (délka blogu 5 min.)

Na vině je, jak jinak – fyzika. Za barvu nebe může hra slunečního světla s atmosférou – hra, jejíž pravidla jsou určována fyzikálními zákony. To, že je naše nebe modré, tedy rozhodně není náhoda. Proč ale vypadá nebe na Marsu tak odlišně?

Trocha teorie – tři různé druhy rozptylu světla

Světlo (sluneční paprsky) a částice v atmosféře spolu hrají komplikovanou hru. Její pravidla jsou závislá na vlnové délce dopadajícího světla a na velikosti částic.

Nejjednodušší a neselektivní rozptyl se koná tehdy, když je vlnová délka světla zhruba desetkrát menší než průměr částice. Částice je tedy relativně velká a světlo se od ní víceméně jednoduše odrazí. Tento jev se pozoruje například u oblaků. S ohledem na vlnovou délku světla jsou kapičky vody v oblaku skuteční obři. Všechny vlnové délky se od nich odráží stejnou měrou – a výsledný oblak má barvu dopadajícího světla – tedy většinou bílou barvu.

Pokud mají částice, které reagují se světelnými paprsky, takovou velikost, která zhruba odpovídá vlnové délce zmiňovaného světla, je rozptyl daleko komplikovanější. Jev dostal název Mieův rozptyl.

Třetí druh rozptylu se týká velice malých částic, jejichž průměr je daleko menší než vlnová délka světla. Tento jev dostal název Rayleighův rozptyl. Je to typický rozptyl na molekulách vzduchu v atmosféře.

Modré nebe – Rayleighův rozptyl v pozemské atmosféře

.

Pozemská atmosféra je poměrně hustá. Sluneční paprsky se při průchodu atmosférou naší planety tedy nevyhnou interakcím s molekulami vzduchu.

Jejich rozměry se pohybují v řádu nanometrů (miliontin milimetru), zatímco vlná délka viditelných složek slunečního světla se pohybuje v řádu stovek nanometrů. Molekuly, které obsahuje naše atmosféra, jsou tedy řádově stokrát menší než vlnová délka dopadajícího světla. To ovlivňuje způsob, jakým se světlo na částicích rozptyluje.

Ke slovu přichází Rayleighův mechanismus. Různé vlnové délky světla jsou rozptylovány s různou intenzitou.

 

V praxi to znamená, že se více rozptýlí ta část slunečního světla, která odpovídá modré barvě. Ta pak při pohledu ze Země barví naše nebe na modro.

.

Červené nebe a červené Slunce

.

Stejný jev kupodivu způsobuje úplně jinou barvu při západu a východu Slunce.

 

Situace se liší tím, že v pravé poledne je dráha, kterou musí v atmosféře Země urazit sluneční světlo, daleko kratší než během západu nebo východu Slunce. Delší dráha odpovídá samozřejmě také většímu množství molekul vzduchu, které se potkají se slunečními paprsky při jeho cestě naší atmosférou.

Rozptyl, ke kterému dochází, je tak intenzivní, že ze slunečních paprsků odfiltruje značnou část těch vlnových délek, které jsou blízké modrému konci spektra.

Výsledné světlo pak má oranžovou nebo načervenalou barvu. Pokud je během západu Slunce osvětlen oblak, není jeho barva už bílá (tak jako za poledne), ale oranžová nebo dokonce načervenalá. Relativně velké kapičky vody v oblaku totiž odrážejí světlo neselektivně – všechny vlnové délky se odrážejí s přibližně stejnou intenzitou.

“Logické…” pomyslíte si jistě na tomto místě. Proč má ale marsovské nebe přesně opačnou barvu? Nefungují snad na Marsu fyzikální zákony?

.

Exotika marsovského nebe – modrý západ Slunce

.

Proč je na Marsu barva nebe opačná? Proč je na Marsu běžné polední nebe naoranžovělé a západ Slunce se dá pozorovat v modré barvě? Vždyť marsovská atmosféra by měla rozptylovat sluneční paprsky podobně, jako ta pozemská.

I tady je na vině – fyzika. Na Marsu samozřejmě fungují stejné fyzikální zákony jako na Zemi. Ale za rozptyl světla v jeho atmosféře může jiný jev.

Atmosféra Marsu je velice řídká. (Skládá se mimochodem převážně z molekul CO2 a dusíku – vody nebo kyslíku je v ní jen minimum.) Rayleighovým jevem tedy marsovská atmosféra moc světla nerozptýlí.

Zato se tu uplatní jiný jev – tzv. Mieův rozptyl, který funguje nejlépe u částic, které mají velikost srovnatelnou s vlnovou délkou světla. Je daleko komplikovanější. Zjednodušeně řečeno – má zhruba opačné účinky než ten, který pozorujeme na Zemi. Lépe se díky němu rozptylují vlnové délky blízké červenému konci spektra.

Odkud se berou částice, které umožňují mieův rozptyl?

Na Marsu se na rozdíl od Země v atmosféře nachází značné množství velice jemného prachu. Je to důsledek extrémního sucha, které na planetě panuje (viz výše zmíněný nedostatek vody).

V pozemské atmosféře na jemném prachu kondenzují kapičky vody, které pak tvoří oblaka. Prach pak z atmosféry doslova vyprší. V atmosféře Marsu to není možné, a tak se v ní prachu udrží daleko déle než na Zemi. Napomáhá tomu také nižší gravitace naší sousední planety.

Právě tyto jemné částice jsou zodpovědné za odlišné barvy marsovského nebe.

 

Světelný paprsek, který dopadá na Mars v poledne, musí (podobně jako je tomu na Zemi) v atmosféře urazit jen relativně krátkou dráhu. Přitom se částečně rozptýlí načervenalá část světla. To má za následek, že při pohledu z Marsu vypadá nebe načervenale.

Při západu Slunce musí sluneční paprsek proletět marsovskou atmosférou po daleko delší dráze. Rozptyl je znatelnější, takže ve spektru slunečních paprsků zůstanou jen ty vlnové délky, které jsou blíže modrému konci viditelného spektra. Západ Slunce tedy barví marsovské nebe modře.

 

Text: Dana Tenzler, blog na iDNES

 

Dana Tenzler

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občasným dotazům – ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Blog na iDNES provozuji ve svém volném čase pro radost.

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého – je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům.

 

Klikněte si na rubriku, do které se chcete podívat:


Záhady

UFO

Duchové

Yetti, bigfoot

Pterosauři

Djatlov

Vodní příšery

Tasmánský tygr

Ještěři

Kruhy v obilí

HUM

Cestování v čase

Zajímavá věda

Optické klamy

Písničky

Burian

Hlavolamy

Novinky

Můžete se ponořit ještě hlouběji do archivu:


Kuriozity
Skryta 
Komiksy

Rychlé šípy

Štika

Co
Kreslene vtipy 
Co
Svět z výšky Legendární reklamy Děs, běs, katastrofy tipy Finty Jak se vyrábí Zpevak autotrpaslici Zajímavosti o Chorvatsku Skládání bankovek 
Marže

Povídky

Extra

A třeba i ještě hlouběji, kde jsou skryté rubriky Zahady.info:


Skutečná pravda

Eugenika

Svět bez lidí

Chemtrails

Islám

Šifra

Luiz Antonio

Sprostí klasikové
Sex

Zahady.info
Zahady.info

Zahady.info: Záhady, zajímavosti, věda, historie, dobrodružství…

You must be logged in to post a comment Login