Taivas, joka osaa valita

Taivas, joka osaa valita

Yhdeksästoista vuosisata. Yksi tiedemies istuu pöydän ääressä ja miettii kysymystä, jota on esitetty tuhansia vuosia. Hänen nimensä oli John William Strutt (Strutt), mutta tunnetaan hänet nimellä lordi Rayleigh. Miksi taivas on sininen? Hän otti paperin, kirjoitti kaavan ja selitti asian ensimmäistä kertaa niin tarkasti, että oppikirjoissa sanotaan vielä nykyäänkin lähes samaa. Mutta me emme tartu paperiin. Me leikimme.

– Entä jos taivas on vain maalattu? Että joku otti ja maalasi sen siniseksi?

Hyvä arvaus! Mutta mistä se maali olisi tullut? Ja miksei se valu alas? Ei, tämä on kinkkisempää. Taivasta ei ole maalattu. Se valitsee itse, minkä värin sinulle näyttää.

Katso: Aurinko lähettää valoa meitä kohti. Ja tuo valo ei ole pelkästään valkoista. Se on oikeasti kaikkien värien sekoitus, kaikki yhtä aikaa. Punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, violetti. Kaikki yhdessä. Jos sekoittaisit kaikki tussit keskenään, tulisi tummaa mönjää. Mutta kun valossa on kaikki värit yhdessä, siitä tulee melkein valkoista. Hämmästyttävää, eikö?

– Hetkinen. Kaikki värit yhtä aikaa on valkoinen? Eihän se ole reilua.

Ei ole reilua, olen samaa mieltä! Mutta valo nyt vain toimii niin. Ja tämä valkoinen valo lentää Auringosta alas, meitä kohti. Ja matkalla se kohtaa… ilmaa.

Ilma ei ole tyhjää. Siinä on pilvin pimein pieniä molekyylejä. Niin pieniä, ettei niitä näe edes tehokkaimmalla mikroskoopilla. Ja kun valo törmää näihin molekyyleihin, osa siitä sinkoutuu sivuille. Mutta eri värit sinkoutuvat eri tavalla.

– Mä tiedän! Punainen säde on iso ja painava pallo, se menee ohi. Ja sininen on pieni ja kevyt, niin se kimpoaa pois!

Kaunis arvaus! Mutta valolla ei ole painoa. Punainen ei ole sinistä painavampi, ja ne lentävät yhtä nopeasti. Eli kyse ei ole painosta. Mistä sitten? Valo on aaltoa, kuin väreet vedessä. Ja jokaisella värillä on oma askeleensa: punaisella pitkä, sinisellä lyhyt. Ilman molekyyli taas on paljon pienempi kuin kumpikaan askel. Lyhyt sininen aalto saa molekyylin värähtelemään tiheämmin, ja mitä tiheämmin se värähtelee, sitä enemmän valoa se heittelee ympärilleen. Oikealle, vasemmalle, ylös, alas. Sinistä sinkoutuu noin neljä–viisi kertaa enemmän kuin punaista. Pitkä punainen aalto vierii ohi lähes häiriöttä.

Näin siinä käy: siniset säteet hajaantuvat ympäri taivasta joka suuntaan. Ja minne päin ylös tahansa katsotkin, siellä on sininen säde. Siksi koko taivas näyttää siniseltä.

– Entä violetti? Sen askel on vielä lyhyempi. Eikö taivaan pitäisi sitten olla violetti?

Oi, tuo on oikea kysymys! Violetti sironnee vielä enemmän kuin sininen, se on totta. Mutta tässä on kaksi kommervenkkiä. Ensimmäinen: Aurinko lähettää violettia vähemmän kuin sinistä. Toinen: silmämme näkevät violettia huonommin, ne eivät ole sille kovin herkkiä. Niinpä silmä näkee sinistä enemmän kuin violettia. Taivas on sininen eikä violetti. Silmä on veikeä vekotin.

– Miksi ilta-aurinko on punainen? Aurinkohan on sama!

Aurinko on sama. Mutta geometria on eri! Aamulla ja päivällä Aurinko on korkealla. Sen valo kulkee ilmakehän läpi lyhyen matkan alas. Sininen valo hajoaa taivaalle, ja taivas on sininen. Mutta illalla Aurinko on matalalla Maan reunan yläpuolella. Sen valo kulkee ilmakehän läpi hyvin pitkän matkan, melkein sivuttain, koko paksun ilmakerroksen halki. Sininen on matkalla sinkoutunut joka suuntaan, eikä se yllä silmiisi asti. Perille ehtivät pitkät aallot, punaiset ja oranssit. Siinä on auringonlasku.

– Entä avaruus? Siellähän taivaan pitäisi päivällä olla sininen!

Ei. Avaruudessa taivas on musta. Vaikka lähellä olisi Aurinko, joka on häikäisevän kirkas, taivas sen ympärillä on musta. Koska avaruudessa ei ole juuri lainkaan ilmaa. Ei molekyylejä. Ei ole ketään heittelemässä sinistä valoa. Se lentää suoraan eikä kimpoa minnekään. Ja jos et katso suoraan Aurinkoon, näet vain pimeää.

Sininen taivas on ilmakehän lahja. Ei valon. Ei Auringon. Ilman.

– Entä jos ilma on likaista? No, savusumua, pölyä?

Silloin taivas vaihtaa väriä! Isot pöly- ja savuhiukkaset hajottavat valoa toisin, eivät yhtä valikoivasti. Ja taivaasta tulee vaaleahko, harmaa, sameaa. Sen voi nähdä ison tulipalon tai pölymyrskyn jälkeen. Marsissa esimerkiksi ilmassa leijuu koko ajan ruosteista pölyä, ja päivällä taivas on siellä punertavankeltainen. Mutta auringonlasku on Marsissa sinertävä: sikäläinen pöly päästää sinisen silmään paremmin kuin muut värit.

– Eli sininen taivas on vain Maassa?

No, planeetoilla, joilla on sopiva ilmakehä, voi olla samankaltainen. Mutta meidän taivaamme on erityinen. Se on juuri tällainen, sininen ja vaaleansininen, koska ilmamme on kirkasta ja koostuu pienen pienistä molekyyleistä, jotka ovat paljon valoaaltoa pienempiä.

Ja nyt koe, jonka voit tehdä omassa keittiössäsi. Ota lasillinen puhdasta vettä. Valaise sitä taskulampulla sivulta. Vesi on kirkasta, ja valonsäde kulkee suoraan läpi. Lisää nyt veteen vähän maitoa, ihan muutama tippa. Sekoita. Ja valaise taas taskulampulla sivulta. Vesi muuttuu sivuilta hieman sinertäväksi. Se johtuu siitä, että maitohiukkaset hajottavat siniset säteet, kuten ilman molekyylit. Ja jos katsot veden läpi itse taskulamppua, se näyttää keltaiselta tai oranssilta. Siniset säteet ovat menneet sivuun. Sinuun asti ehtivät vain punaiset ja oranssit. Auringonlasku lasissa.

Katso tänään kotimatkalla taivaalle. Jos se on kirkas ja sininen, silloin juuri nyt miljardeja sinisiä säteitä sinkoilee eri suuntiin, joka sekunti. Jos taivas on kalpea tai valkeahko, ilmassa on jotain, mikä estää niitä leikkimästä. Ja illalla etsi auringonlasku ja sano sille: ”selvä”.

Tämä oli ”O, Moi Gid” (O, Moj Gid). Jos haluat tietää, miten jokin muu asia toimii, siitäkin voi tilata oman retken. Vaikka sinun pihastasi, vaikka pyramideista, vaikka sarvikuonosta. Aikuiset tietävät, mistä minut löytää.

Tällainen jakso syntyy parissa minuutissa: anna aihe, muusta huolehdin minä. moygid piste online.