لماذا لا توجد نجوم خضراء؟

اخرج في ليلة مظلمة بلا قمر. ابحث. إذا كان ديسمبر أو يناير ، فانظر إلى Betelgeuse ، وهو ضوء أحمر على كتف Orion ، و Rigel ، نجمة زرقاء زاهية في ركبته. في غضون شهر ، ستظهر كنيسة صفراء في كوكبة عربة.

إذا كان شهر يوليو ، فابحث عن Vega ، الياقوت الأزرق من Lyra ، أو Antares ، قلب Scorpio الأحمر البرتقالي.

لا توجد نجوم خضراء! في أي وقت من السنة في السماء يمكنك العثور على نجوم مختلفة. تبدو معظمها بيضاء ، لكن الأكثر سطوعًا تظهر اللون. الأحمر والبرتقالي والأصفر والأزرق - جميع ألوان قوس قزح تقريبًا ... ولكن انتظر دقيقة ، أين هي الألوان الخضراء؟ ألا يجب أن نراهم أيضًا؟

لا. هذا سؤال شائع جدًا ، ولا نرى أي نجوم خضراء. وها هو السبب.

خذ موقد اللحام (يمكنك عقليًا) وقم بتسخين قطعة من الحديد. في البداية سوف يتوهج باللون الأحمر ، ثم البرتقالي ، ثم الأبيض والأزرق. ثم سوف تذوب. من الأفضل استخدام المسمار.

لماذا يتوهج؟ أي مادة درجة حرارة فوق الصفر المطلق (حوالي -273 درجة مئوية) تنبعث منها الضوء. تعتمد كمية الضوء وطول موجته على درجة الحرارة. كلما كان الجسم أكثر دفئًا ، كان الطول الموجي أقصر.

الأجسام الباردة تنبعث منها موجات الراديو. تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية. في نطاق درجة حرارة ضيقة جدًا ، ستصدر الأجسام الساخنة ضوءًا مرئيًا ، بأطوال موجية تقريبًا من 300 نانومتر إلى 700 نانومتر.

وتجدر الإشارة إلى أن الأجسام لا تصدر ضوءًا بنفس الطول الموجي. تنبعث منها الفوتونات في نطاق الطول الموجي. إذا استخدمت كاشفًا معينًا حساسًا لأطوال موجات الضوء المنبعثة من الجسم ، ثم قمت برسم عدد هذه الموجات على رسم بياني ، فستحصل على رسم بياني منحني يسمى "خاصية إشعاع الجسم الأسود" (لماذا يطلق عليه ذلك ، لا يهم ، ولكن إذا ممتع ، يمكنك البحث. فقط قم بتشغيل مرشح نتائج البحث. بجدية). يبدو قليلا مثل جرس منحنى التوزيع الطبيعي ، ولكن عند الأطوال الموجية الصغيرة ينخفض ​​بشكل أسرع ، وعند الأطوال الموجية الكبيرة يتباطأ.

فيما يلي أمثلة على العديد من المنحنيات لدرجات حرارة مختلفة:


يمثل المحور س الطول الموجي (أو اللون ، إذا كنت تريد) ، وكمرجع ، يتم فرض طيف من الألوان المرئية على الرسم البياني. يمكن ملاحظة شكل مميز على شكل جرس. بالنسبة للأشياء الساخنة ، ينتقل الذروة إلى اليسار ، إلى موجات أقصر.

في جسم بدرجة حرارة 4500 كلفن (حوالي 4200 درجة مئوية) ، تكون القمة في الجزء البرتقالي من الطيف. سخنها مسبقًا إلى 6000 كلفن (تقريبًا درجة حرارة الشمس ، 5700 درجة مئوية) ، وستنتقل القمة إلى المنطقة الخضراء-الزرقاء. لا تزال الإحماء ثابتة ، وستنتقل القمة إلى المنطقة الزرقاء ، أو حتى أبعد ، إلى أطوال موجية أقصر. تصدر النجوم الأكثر سخونة معظم الضوء في الأشعة فوق البنفسجية بأطوال موجية أقصر من تلك التي نراها بالعين المجردة.

حسنًا ، انتظر لحظة. إذا كانت الذروة عند الشمس تقع في المنطقة الخضراء والزرقاء ، فلماذا لا تبدو زرقاء خضراء؟ هذا سؤال رئيسي. الشيء هو أنه على الرغم من أن الذروة تقع على المنطقة الخضراء الزرقاء ، إلا أنها تنبعث منها ضوءًا من الألوان الأخرى.

انظر إلى الرسم البياني لكائن ذو درجة حرارة قريبة من الطاقة الشمسية. تقع الذروة على المنطقة الخضراء-الزرقاء ، لذلك تنبعث معظم الفوتونات هناك. لكن الفوتونات الزرقاء والحمراء تنبعث. بالنظر إلى الشمس ، نرى كل هذه الألوان دفعة واحدة. عيوننا تخلطهم وتعطي لون واحد - أبيض. نعم ، أبيض. يقول البعض أن الشمس صفراء ، ولكن إذا كانت صفراء حقًا ، فستكون الغيوم والثلج صفراء أيضًا (كل الثلج كامل ، وليس فقط الجزء في الفناء حيث يمشي الكلب).

لذلك ، لا تبدو الشمس خضراء. لكن هل يمكننا اللعب بدرجة الحرارة للحصول على نجمة خضراء؟ ربما تكون أكثر دفئًا أو برودة قليلاً من الشمس؟

اتضح أننا لا نستطيع. النجم الأكثر دفئًا سينتج مزيدًا من اللون الأزرق ، والنجم الأكثر برودة ينتج المزيد من اللون الأحمر ، وعلى أي حال ، لن ترى أعيننا خضراء هناك. لا ينبغي إلقاء اللوم على هذا على النجوم (ليس بالكامل ، على الأقل) ، ولكن على أنفسنا.

هناك خلايا حساسة للضوء وأقماع وعيدان في أعيننا. العصي مستشعرات للسطوع ؛ لا تميز الألوان. ترى الأقماع الألوان ، وهناك ثلاثة أنواع: حساسة للأحمر والأزرق والأخضر. عندما يسقط اللون عليها ، يكون كل منها متحمسًا بطريقة مختلفة: يثير اللون الأحمر المخاريط الحمراء ، بينما يظل اللون الأزرق والأخضر غير مبالين به.

لا تنبعث معظم الكائنات ولا تعكس لونًا واحدًا ، لذا فإن المخاريط متحمسة في وقت واحد ، ولكن بدرجات مختلفة. على سبيل المثال ، يثير البرتقالي المخاريط الحمراء بقوة ضعف المخاريط الخضراء ويترك المخاريط الزرقاء وحدها. عندما يتلقى الدماغ إشارة من ثلاثة مخاريط ، يقول: "ربما يكون هذا جسمًا برتقاليًا". إذا كانت المخاريط الخضراء ترى قدر الضوء مثل الأحمر والأقماع الزرقاء لا ترى أي شيء ، فإننا نفسر اللون على أنه أصفر. وهكذا دواليك.

لذلك ، فإن الطريقة الوحيدة للنجم ليبدو أخضر هو أن ينبعث منها الضوء الأخضر فقط. لكن الرسم البياني أعلاه يظهر أن هذا غير ممكن. أي نجم أخضر ينبعث منه الكثير من اللون الأحمر والأزرق ، مما يجعله أبيض. سيؤدي تغيير درجة حرارة النجم إلى تحويله إلى اللون البرتقالي أو الأصفر أو الأحمر أو الأزرق ، لكنك لن تتمكن من جعل اللون الأخضر. أعيننا لن تراها هكذا.

لذلك ، لا توجد نجوم خضراء. الألوان المنبعثة من النجوم وطريقة تفسير أعيننا لها تضمن ذلك.

لكن هذا لا يزعجني. إذا نظرت عبر التلسكوب ورأيت Vega المشع أو Antares الرديدي ، أو Arcturus البرتقالي الداكن ، فلن تقلق أيضًا. النجوم ليست من جميع الألوان ، ولكن هناك ما يكفي منها ، وبفضل هذا فهي جميلة بشكل مثير للدهشة.

Source: https://habr.com/ru/post/ar400595/