AZ ÉG KÉKJE

A felhőtlen ég gyönyörű kékje régóta mozgatja az emberek fantáziáját. Odin, a háború és a vihar istene kék ruhát hord, a mongolok a kék eget imádták, a középkori festők pedig a felhőtlen ég kékségét a tisztasággal, szüzességgel hozták kapcsolatba: ezért visel képeiken Szűz Mária kék köpenyt.

Elsőnek Leonardo da Vinci próbált rájönni, hogy miért kék az ég, amikor 1474-ben a fénnyel és az árnyékkal kezdett foglalkozni. Festőtársai ugyanis az eget egyenletes ultramarinkékre festették, ami nem hatott természetesnek. A 22 éves Leonardo észrevette, hogy a távoli hegyek kéknek látszanak, méghozzá annál kékebbnek, minél meszszebb vannak. Ezzel képes volt a táj térbeli mélységét ábrázolni: fölfedezte a levegőtávlatot. Azt is észrevette, hogy feje fölött az ég kékje tisztább és mélyebb, mint a látóhatár felé.

Úgy vélte, hogy a levegő közelről átlátszó, de vastag rétegben halványkék. Ez a halványkék szín aztán összeadódva, a világűr sötét háttere előtt erősebben látszik.

34 év múlva, 1508-ban, az Alpokban tett utazása alkalmával Leonardo újból tanulmányozta az ég színét. Észrevette, hogy a magas hegyek között az ég mélyebben kék, mint síkságon. Ennek okát abban látta, hogy a vékonyabb légrétegen jobban áttetszik a világűr sötétje. A kék szín létrejöttének magyarázatára föltételezte, hogy a levegőben lebegő apró, színtelen páracseppek „befogják“ a fényt, és ezért kéknek látszanak. Bizonyítékul azt hozta fel, hogy a napsugarak által megvilágított füst is ilyen színű a sötét háttér előtt.

200 évvel később Newtonnak sikerült színösszetevőire bontani a Nap fényét. A szivárvány keletkezését arra vezette vissza, hogy az esőcseppek apró prizmaként szétválasztják színeire a fehér fényt. Azt gondolta, hogy az ég kék színe is valahogy így jön létre a lebegő apró vízcseppek hatására.

Newton még arra gyanakodott, hogy a fény anyagi részecskékből áll, ám Thomas Young 1801-ben rájött, hogy különböző rezgésszámú hullámokkal is leírható. Az ég legtisztább kékje az ultramarin, amelynek hullámhossza 475 _ 10-9 méter.

A napfényből a kék színt kiválasztó részecskékre vonatkozó utalást szolgáltatott egy különös ajándék. A Bécsi Tudományos Akadémia 1850-ben egy eleven kaméleont kapott ajándékba. Az akadémikusok törték a fejüket, hogy mit kezdjenek vele, végül Ernst Wilhelm von Brücke fiziológus elhatározta, hogy megvizsgálja, hogyan tudja a kaméleon megváltoztatni a színét.

Mikroszkópos vizsgálattal rájött, hogy a kaméleon színváltoztató képességének két egymás feletti, pigmenteket tartalmazó bőrréteg az alapja. Az egyik fekete pigmentjeivel sötét háttérként szolgál a felső réteg átlátszó szöveteiben elosztott sárga pigmentek számára. Bürcke megállapította, hogy a kaméleon színváltozása a sárga sejtek bőrben való mozgásával függ össze. Ha ezek a felszínen vannak, a kaméleon zöldnek látszik, ha visszahúzódnak, akkor feketének. Tehát ugyanúgy, mint a levegő esetén: apró részecskék fekete háttér előtt.

A fiatal John William Strutt – a későbbi lord Raleigh – 1871-ben igen elegáns megoldást javasolt a színszóródás magyarázatára: a levegőben lebegő részecskéket a fény rezgésre gerjeszti, s ezek aztán minden irányba kisugározzák az elnyelt energiát. Raleigh formulája szerint a különböző irányokba szórt fény erőssége fordítottan arányos a fény hullámhosszának a negyedik hatványával.

A Raleigh-szóródással nemcsak az ég kékje, hanem a nappali világosság is érthetővé válik. Nélküle az ég a Földön is olyan fekete volna, mint a Holdon, amelynek nincs légköre.

A szóródásnak persze az az ára, hogy a légkörön áthaladó fény gyengül. Ennek az a meglepő következménye, hogy ki lehet belőle számítani a fényt szóró részecskék számát. 1899- ben Raleigh felismerte, hogy ezek száma éppen annyi, mint egy bizonyos levegőtérfogatban levő molekulák száma. ĺgy kiderült, hogy a levegőnek nincs saját színe. A légkör egy kék fénnyel teli tér a világűr sötétsége előtt.

Csak a második világháború után sikerült kideríteni egy másik, szintén az égbolton látható jelenség okát: napnyugta után a tiszta ég melankolikusan kék lesz. Ennek oka a Föld ózonburka. A 25 kilométer magasban levő ózonburok molekulái ugyanis halványkéknek látszanak, de a nappali égbolton a sokkal erősebb Raleigh-kék elfedi a halvány ózonkéket. Ózonréteg nélkül az alkonyati ég zöld, vagy sárgás lenne. (Natur und Kosmos)