اگر رنگ آتش قرمز یا نارنجی است چرا رنگ خورشید زرد است؟

راز بقا: در نگاه نخست، رنگ زرد خورشید ممکن است ما را به این نتیجه برساند که خورشید یک توده‌ی سوزان از آتش است، مشابه شعله‌ی شمع یا آتش اجاق گاز. از سوی دیگر، پرسشی که گاه به‌صورت عامیانه مطرح می‌شود این است که «اگر آتش همیشه قرمز یا نارنجی دیده می‌شود، پس چرا خورشید زرد است؟» 

به گزارش راز بقا، برای پاسخ به این پرسش، باید به سراغ فیزیک نور، طیف الکترومغناطیسی و ساختار جوّ زمین برویم. در ادامه، سه مؤلفه‌ی اصلیِ مؤثر بر درک ما از رنگ خورشید بررسی خواهد شد. 

دمای سطح خورشید و طیف تابشی اجسام سیاه

به گزارش راز بقا، خورشید را می‌توان به‌طور تقریبی یک جسم سیاه در نظر گرفت، به این معنا که تابش آن تابعی از دمای سطحی‌اش است. دمای سطح خورشید حدود ۵۷۷۸ کلوین (حدود ۵۵۰۵ درجه‌ی سلسیوس) است. بر اساس قانون پلانک و توزیع تابشی اجسام سیاه، اجسام با این دما بیشترین تابش خود را در ناحیه‌ی مرئی طیف، به‌ویژه در بازه‌ی نور مرئی زرد تا سفید تولید می‌کنند. در واقع، نور خورشید ترکیبی از تمامی رنگ‌های طیف مرئی است، اما قله‌ی تابش آن در ناحیه‌ی سبز - زرد قرار دارد. 

جالب است بدانیم که اگر ما در فضای خارج از جوّ زمین بودیم، رنگ خورشید را بیشتر سفید می‌دیدیم تا زرد. پس این زردی نه از خود خورشید، بلکه از ترکیب دمای تابشی و ویژگی‌های محیط اطراف ما ناشی می‌شود. 

تأثیر جو زمین بر پراکندگی نور خورشید

به گزارش راز بقا، جو زمین در برداشت رنگی ما از خورشید نقش مهمی دارد. پدیده‌ای به‌نام پراکندگی رایلی موجب می‌شود که نور با طول موج کوتاه‌تر (مثل آبی و بنفش) بیشتر توسط ذرات جو پراکنده شود. 

از آنجا که چشم انسان به رنگ بنفش حساسیت کمتری دارد و بیشتر نور آبی در آسمان پراکنده می‌شود، آنچه از خورشید به چشم ما می‌رسد، بیشتر ترکیبی از رنگ‌های زرد، نارنجی و قرمز است. 

به همین دلیل، خورشید در میانه‌ی روز که در بالای آسمان قرار دارد، زرد دیده می‌شود و هنگام طلوع یا غروب، با عبور نور از لایه‌های ضخیم‌تر جو، حتی بیشتر سرخ یا نارنجی به‌نظر می‌رسد. 

تفاوت بین شعله‌ی آتش و تابش خورشید

به گزارش راز بقا، یکی از سوءتفاهم‌های رایج این است که خورشید به‌مانند آتش می‌سوزد و از همین رو باید رنگی شبیه به شعله‌های معمولی داشته باشد. در حالی که منبع انرژی خورشید، واکنش‌های همجوشی هسته‌ای در هسته‌ی آن است، نه احتراق شیمیایی مانند آتش. 

شعله‌ی آتش معمولاً به دلیل وجود کربن ناقص سوخته‌شده و مولکول‌های خاص، نور قرمز و نارنجی منتشر می‌کند. در حالی که تابش خورشید محصول فرآیند‌های کاملاً متفاوتی است و طیف پیوسته و گسترده‌ای از نور مرئی تا ماوراء بنفش را شامل می‌شود.

بنابراین، قیاس خورشید با شعله‌ی آتش، از نظر علمی نادرست است. خورشید یک ستاره است که از پلاسما تشکیل شده و رفتار نوری‌اش بر مبنای قوانین فیزیک کوانتومی و مکانیک آماری قابل تحلیل است. 

به گزارش راز بقا، رنگ زرد خورشید که از سطح زمین دیده می‌شود، نتیجه‌ی ترکیب سه عامل اصلی است: دمای تابشی آن به‌عنوان یک جسم سیاه، تأثیر جو زمین بر پراکندگی نور، و تفاوت بنیادی میان نور خورشید و شعله‌ی آتش. اگرچه پرسش «چرا خورشید زرد است؟» ساده به نظر می‌رسد، اما پاسخ آن در دل پیچیده‌ترین مفاهیم فیزیک نور و اخترشناسی نهفته است. این خود نشان می‌دهد که پرسش‌های ظاهراً ساده می‌توانند دروازه‌هایی به‌سوی درک عمیق‌تر از جهان پیرامون‌مان باشند.