Güneş Batarken Neden Kırmızı Görünür?

Günün aydınlığının, karanlığa karışmaya başladığı tam da o anda; Güneş'in kızıllığı, aydınlığa bir kez daha yürek burkan, fakat özlemle bekleten bir veda eder. Tam da o an, renklerin ahengiyle boğulurum her seferinde. Bayılırım gün batımlarına, hem kim bayılmaz ki?

Aslında sadece akşamlara özgü değildir bu durum. Güneş ufka kavuştukça, giderek kızıllaşır. Sabahları ufkun altında doğarken de aslında aynı kızıllık vardır. Fakat mevcut alışık olduğumuz hayat, çoğunlukla gün batımlarını görme fırsatını tanıyor bize. Gündüz Güneş'in doğuşuyla uyansak da, muhtemelen hazırlık telaşesinde oluyor ve manzaranın güzelliğini kaçırıyoruz. Bazen sabahın o erken saatlerinde yürürken, yeni bir günü aydınlatan Güneş'in o ferah ışığıyla aydınlanma şansını yakalıyoruz.

eiffel_tower_at_sunrise-wallpaper-960x600

Bu durum Güneş'e özgü bir olay değildir. İşin dramatik yanını bir kenara bırakıp, bu güzel sanatın ardındaki bilimi inceleyecek olursak, aslında olayın basit bir açıklaması olduğunu görüyoruz. Ufka yaklaşan her gök cismi, aslında olduğundan biraz daha kırmızı görünür. Bunun iki önemli sebebi vardır. Birisi bu olaya sebep olan bir fizik yasası, diğeri ise bunu hissetmemizi sağlayacak koşulların gerçekleşiyor olması.

Güneş ışığı, atmosferden geçerken saçılıma uğrar. Bütün renkleri barındıran beyaz ışıktan; yüksek enerjili olan mavi ışık, düşük enerjili kırmızı ışığa göre yaklaşık olarak dokuz kat daha fazla saçılır. Bu durum, beyaz rengin içerisinden maviyi azalttığı için, cismin daha kırmızı görünmesine sebep olur. Bu saçılma olayına, Rayleigh Saçılımı diyoruz. (Detaylar için ileri okuma kısmına geçebilirsiniz)

Bunun bu kadar belirgin olmasını sağlayan koşul ise, Dünya'nın küresel olmasıdır. Dünya küresel olduğu için, ufka baktığımızda önümüzde yer alan atmosfer katmanı, başucu (tepe) noktasına baktığımızda gördüğümüz katmandan çok daha kalındır. Bu sebeple ufka yakın cisimlerden gelen ışık, daha kalın bir atmosfer tabakasından geçmek zorunda kalır. Dolayısıyla ufka yakın bir cismin ışığı, mavi ışığını daha çok saçar, bu yüzden daha kırmızı görünür.

Başucu (tepe) noktasındayken Güneş'in ışığı atmosferde A kadar mesafe kat ederken, ufukta B kadar mesafe kat etmektedir. B mesafesi, A'dan büyük olduğundan, Güneş ufuktayken gelen ışık atmosferde daha çok saçılarak, kırmızı görünmesine sebep olur.
Başucu (tepe) noktasındayken Güneş'in ışığı atmosferde A kadar mesafe kat ederken, ufukta B kadar mesafe kat etmektedir. B mesafesi, A'dan büyük olduğundan, Güneş ufuktayken gelen ışık atmosferde daha çok saçılarak, kırmızı görünmesine sebep olur.

Açıkça anlaşılıyor ki, olayın gün batımı ya da gün doğumu olmasıyla bir alakası yok. Cismin ufka yaklaşması, kırmızı görünmesi için yeterlidir. Bu sebepledir ki, çok parlak bir yıldız gibi görünen Venüs de bundan etkilenir ve oldukça kırmızı bir şekilde görünebilir.

İleri Okuma

Rayleigh Saçılması, gelen fotonun dalga boyu, atmosferde bulunan parçacıkların (moleküller ve çok küçük parçacıklar toz vb.) boyutundan en az 10 kat büyükse baskın olarak gerçekleşir (Parçacık boyu). Eğer parçacıkların boyutu, dalga boyundan büyük olursa Mie Saçılması gerçekleşir. Bu durumdan dolayı, dalga boyu düşük olan yüksek enerjili mavi ışık, dalga boyu büyük olan kırmızı ışığa göre daha çok saçılır.

Rayleigh Saçılımı sırasında fotonlar enerji kaybetmediğinden, bu bir elastik çarpışma olarak düşünebilir. Eğer saçılan fotonun enerjisi, ilk enerjisine göre daha fazla veya az ise bu Raman Saçılımı olarak adlandırılır.

\begin{equation}
I \propto \frac{1}{\lambda^4}
\end{equation}

olduğundan, dalga boyu azaldıkça, saçılmanın etkisi de üssel olarak artar. Eğer kırmızı dalga boyu ile mavi dalga boyu arasındaki farkı buraya koyacak olursak, aradaki orantıyı yaklaşık olarak elde edebiliriz.

Ögetay Kayalı


Referanslar
1. Ebru Devlen, Interstellar Matter, Ders Notları, Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri
2. <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html>

Ögetay Kayalı

Astronom. Özel ilgi alanı teorik kozmoloji, özellikle Einstein'ın görelilik kuramının modifiye edilmesi (modified gravity) üzerine uğraşıyor. Bunların yanında ender bulduğu zaman aralıklarında kafasına esince programlama, 3B modelleme, makineler, tasarım, fotoğrafçılık, resim ve satranç ile de ilgileniyor.

Ögetay Kayalı 120 makale yazdıÖgetay Kayalı tarafından yazılan tüm makaleleri gör