Почему рассвет на Марсе голубой, а небо красное

Небо Марса не синее, как земное, потому что воздух на красной планете чрезвычайно тонкий, а частицы пыли в нем велики относительно длины волны видимого света. Молекулы пыли предпочтительно поглощают синий свет и эффективно действуют как зеркала, рассеивая оставшиеся длины волн: это создает цвет атмосферы соседней планеты.

Как мы видим цвета?

Для того чтобы понять, почему марсианское небо красное, а закат синий необходимо разобраться, как человек видит цвета.

Спектр видимого человеком света — это сумма волн разной длины от 380 до 760 нм. Каждая волна излучает соответствующий цвет. Синий свет и его оттенки заключены в более короткую длину волны, по сравнению с красным контрастом. Если соединить все волны вместе, получится исходный белый.

Еще Ньютон отметил, что объекты не обладают цветом. Он предположил, что поверхность поглощает или отражает цветовой спектр. Все видимые человеком цвета – это только их отражение. Например, трава не зеленая. Она отражает зеленые волны. Остальные поглощаются. Черный формируется путем рассеивания всех волн. Белый образуется, когда поверхность отражает весь спектр цветовых волн.

Цветовые рецепторы, расположенные в сетчатке глаза, реагируют на синий, красный и зеленый цвета. Это оказывает влияние на восприятие цвета. Цветовые рецепторы стимулируются в различных пропорциях, в результате наша зрительная система создает цвета, которые мы видим. Если глаз видит один оттенок, то он считает это чистым цветом, а если мы видим более одного, мы называем его составным цветом. Например, сумма красного и синего образует фиолетовый.

Как небо становится синим?

Мы видим голубое небо по результатам того, как происходит взаимодействие атмосферы и солнечного света.

Свет от Солнца излучается белым, но на самом деле его структура состоит из целого спектра различных цветов. Мы можем видеть эти цвета света в радуге или, когда белый свет проходит сквозь призму. Когда белый свет Солнца преодолевает атмосферу Земли, он сталкивается с частицами воздуха, которая состоит из газов и содержит много мелкой пыли. Все это искажает белый свет Солнца, идущий к Земле. Различные цвета или длины волн света рассеиваются этими столкновениями в разных количествах и во всех направлениях. Голубой свет (короткая волна) рассеивается больше, чем красный свет (длинная волна).

В атмосфере коротковолновый свет, фиолетовый и синий микрочастицами воздуха рассеиваются в большей степени, чем длинноволновый свет, такой как желтый и красный. Хотя находящиеся в атмосфере частицы рассеивают фиолетовые цвета больше, чем голубые, небо выглядит синим по трем причинам:

• Наши глаза более восприимчивы к синему свету.
• Фиолетового цвета в спектре меньше чем синего.
• Фиолетовый свет частично поглощается в верхних слоях атмосферы.

В связи с этим, если смотреть в противоположную сторону от Солнца, мы будем видеть отраженный «синий» свет.

Это также объясняет, почему объекты на расстоянии (например, вдали от гор) также выглядят голубоватыми. Это потому, что весь воздух между нами и горой рассеивает синюю часть солнечного света.

Почему у Марса розовое небо и синий закат, восход?

Небо на Марсе преимущественно окрашено в желто-оранжевые тона. Цвет марсианского неба сильно варьируется в зависимости от таких вещей, как угол солнца, высота, температура и уровень пыли в небе.

Чтобы раскрыть вопрос, какого цвета небо на Марсе, нужно вспомнить факторы цветообразования. На цвет неба влияет физический процесс, называемый «рассеянием света» небольшими частицами в атмосфере.

Для частиц, которые действительно малы, подобно молекулам воздуха, намного меньшим длины волны света, частицы имеют тенденцию рассеивать более синий свет (Рэлеевское рассеяние)

Для частиц, имеющих размер, сравнимый с длиной волны света, такой как пыль, они имеют тенденцию рассеивать красный свет (Ми-рассеяние)

Таким образом, цвет неба является результатом конкурирующего рассеяния между действительно маленькими частицами – молекулами воздуха и умеренно маленькими частицами – пылью.

Рэлеевское рассеивание на планете незначительно, поскольку атмосфера очень тонкая. В таком случае небо будет черно-синим возможно бледно голубым, наверняка этого не знает никто. А вот на первом снимке сделанным спускаемым аппаратом Viking Lander 1 небо голубое.

Несмотря на тот факт, что Марс обладает разряженной атмосферой, это не уменьшает количество пыли в ее верхних слоях. Пыль поглощает синие волны и отражает волны красного цвета, что и окрашивает небо в розовые тона.

В полдень небо планеты соединяет в себе оттенки красных и коричневых цветов. Причина таких отличий от небесной гаммы Земли – свойства тонкой, недостаточно плотной и концентрирующей в своем составе пыль атмосферы красной планеты. В этом месте Рэлеевское рассеивание световых лучей играет малозначительную роль, эффект его слаб.

Согласно еще одному предположению, окраска небесного пространства на планете Марс зависит и от присутствия в ее атмосфере твердых частиц пыли. Они состоят из соединения железа с кислородом и поднимаются сезонными пыльными бурями.

Иногда пространство марсианского неба может становиться фиолетовым. Это происходит в результате довольно редкого феномена – процесса рассеяния света на водяных кристаллах льда внутри облаков.

Если в полдень небо красноватое (из-за рассеяния пыли), то ранним утром и поздним днем небо, должно быть, синим, особенно вблизи Солнца (все еще из-за рассеяния пыли). Потому что в полдень мы видим «рассеянный» свет, в то время как в сумерках мы видим ту часть света, которая доходит до нас, будучи рассеянной (так как свет солнца проникает к нам сквозь густую атмосферу).

Начало сумерек приходится на период до восхода Солнца и длится еще продолжительное время после захода небесного светила. Плотность воздуха здесь в 100 раз ниже, чем у Голубой планеты. Вечером и утром толщина атмосферы возрастает за счет изменения угла падения солнечных лучей. Цвет заката на небе Марса вблизи горизонта приобретает синий цвет. Это объясняется тем, что солнечные лучи пронизывают большую толщу атмосферы и главенствующим оказывается другой эффект — Рэлеевское рассеяние света, которое разбавляет цвет неба голубыми тонами. Именно из-за этого, вокруг восходящего Солнца и заката на Марсе мы видим голубое сияние.

Восход Солнца и закат на Марсе не всегда окрашивает небо синим. Ученые объясняют это сменой сезонов года, что приводит к колебанию плотности атмосферы.

Кристаллы льда в марсианском небе могут изменить цвет к фиолетовому. Лед и пыль придают небу розоватый оттенок. Ситуация когда пыли в атмосфере меньше, напоминает земную. А вот когда на Марсе бушую пыльные бури, небо становится практически черным.

Как выглядит Солнце с Марса

Наблюдая за рассветом с Земли видно, что происходит визуальная деформация солнечного диска. Он как будто сжимается, вытягивается, становясь схожим с дыней. Плотный слой воздуха в районе горизонта искажает солнечный свет, перенаправляя его вверх. Эта часть меньше преломляется, так как расположена выше. Чем выше Солнце, тем тоньше слой атмосферы, который пронизывают солнечные лучи. Светило снова приобретает круглые черты.

Марс и Солнце представляют иную картину. Звезда выглядит одинаково в период рассвета и заката. Разреженная атмосфера делает преломление незначительным. Марсианские сумерки продолжительнее, чем земные. Пыль в воздухе отражает солнечный свет еще два часа после заката.

Марс находится на гораздо большем расстоянии от Солнца, нежели Земля. С поверхности Марса звезда кажется в 1,5 раза меньше, чем с Голубой планеты. Поскольку Марс находится далеко от звезды, он освещен только на 1/3 в сравнении с Землей. Слабый свет светила преодолевает плотную пылевую завесу. В результате на планете всегда царят сумерки.

Если бы мы терраформировали Марс, какого цвета было бы небо?

Фантасты уже предрекли, что в далеком будущем человечество освоит другие планеты, создаст там колонии. Все, о чем фантазируют писатели, имеет свойство сбываться. Пока известна единственная планета, где возможно существование человека — это Земля. Наиболее вероятным кандидатом для переселения является Марс. Возможно, здесь можно создать условия для нормального существования.

Если предположить, что ученые осуществили терраформирование, изменили плотность и состав атмосферы, то можно предположить, что небо Марса будет похоже на земное, возможно бледно-голубого цвета. Аналогичный атмосферный состав по сравнению с землей будет приближен к синему цвету, из-за рассеяния света через атмосферу и высокого процента содержания азота. Тем не менее, во время пылевых бурь, небо, вероятней всего будет выглядеть сине-фиолетовым.

Небо Земли кажется синим из-за эффекта рассеивания света в атмосфере, с тем же составом тот же эффект будет иметь место и на Марсе. Однако существует возможный другой результат, поскольку гравитация на Марсе составляет около 38% земной. В связи с этим для достижения нужной плотности может потребоваться больший объем воздуха. В этом случае он будет окрашен в красные оттенки, а небо напоминать закат на Земле.

И если кто-то спросит вас, какого цвета небо на Марсе, просто назовите цвет любого из этих восьми блоков, и вы будете правы. Этот образец сделан из снимков неба Марса, которые считаются истинным цветом.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

• Как выглядит планета Марс на самом деле
• Марсианская панорама - круговая виртуальная экскурсия на планету
• Марс: масса, плотность и размеры