Kopš dzimšanas cilvēks pierod pie tā, ka debesis virs viņa galvas var būt dažādās krāsās. Kāpēc tas notiek? Kāpēc naktī debesis, kuras rotā daudzas zvaigznes, kļūst pilnīgi melnas vai zili violetas? Kāpēc dienas laikā tas ir zils, bet kļūst miglains un pelēks, kad to pārklāj biezi mākoņi? Kāpēc ceriņu, sarkanas un dzeltenas nokrāsas debesīs ir redzamas saulrieta vai rītausmas laikā? Atbildot uz šiem jautājumiem, jums jāsaprot, kas ir debesis zinātniski.
Kādas ir debesis?
No zinātnes viedokļa debesis ir telpa virs planētas, panorāma, kas atveras, skatoties no tās virsmas uz augšu, uz kosmosu. Debesu struktūru veido atmosfēras slāņi. Fiziskos procesus pavada mākoņu, mākoņu, dušas un pērkona negaisa parādīšanās.
Debesis virs Zemes un virs citām planētām ir apvalks, kas, skatoties kosmosā, parādās dažādās krāsās. Un katrai planētai ir sava debess krāsu shēma. Ilgu laiku pastāv Zemes debesu, Mēness, Marsa un citu definīcijas. Atšķirību starp debesīm virs katra kosmiskā ķermeņa nosaka katra šī ķermeņa atmosfēras unikalitāte. Atmosfēras molekulārais sastāvs, kas nosaka, kuri procesi notiks uz konkrētas planētas, ir unikāli katram kosmiskajam ķermenim.
Kas nosaka skatu uz debesīm?
Tādējādi Marsa atmosfēra nespēj aizkavēt dažādus meteorītus un citus ķermeņus no kosmosa, tāpēc uz šīs planētas bieži ir iespējams novērot meteorītu dušas un būtiskas temperatūras atšķirības. Debesīm uz Marsa ir sarkanīga nokrāsa, jo atmosfēra šeit satur mikroskopiskus metālu savienojumus.
Atšķirībā no Marsa atmosfēras, Zemes atmosfērā ir daudz slāņu, kas droši aizsargā planētu no svešiem kosmiskiem ķermeņiem. To veicina arī ozona slāņa un skābekļa molekulu klātbūtne atmosfērā. Tāpēc meteorīta krišana uz Zemes ir ārkārtējs notikums, kas pielīdzināms globālai katastrofai. Turklāt Zemes atmosfēra aizsargā savu planētu no starpzvaigžņu putekļiem un pēkšņām temperatūras izmaiņām.
Faktori, kas ietekmē debesu izskatu
Zinātne ir noteikusi vairākus faktorus, kas ietekmē debesu izskatu. Pie šiem faktoriem pieder:
- atmosfēras sastāvs;
- laikapstākļi;
- gadalaiks;
- Dienas laiki;
- debesu novērošanas vieta.
Kosmiskie ķermeņi debesīs virs Zemes
Lai raksturotu lielo skaitu kosmisko ķermeņu, ko var redzēt naktī, ir īpašs termins “zvaigžņotas debesis”. Piemēram, zvaigznāji pieder zvaigžņotajām debesu zonām. Viņus senatnē atklāja cilvēki ar mērķi izpētīt debesis. Šis atklājums ļāva viegli atpazīt katru zvaigžņoto debesu daļu. Turklāt ar zvaigznāju palīdzību ir kļuvis vieglāk izmērīt laiku un orientēties pa reljefu. Šīs zināšanas varētu izmantot lauksaimniecībā.
Paši zvaigznāji tiek attēloti kā dzīvnieku figūras un mītiski personāži. Zvaigžņotajās debesīs viņi, šķiet, atrodas tuvu viens otram, bet patiesībā starp tiem var būt milzīgs attālums. Zvaigznes, kuras apvieno cilvēki vienā zvaigznājā, var būt pilnīgi savstarpēji nesaistītas, atrodoties gan tuvu Zemei, gan ļoti tālu.
Starp zvaigznēm skaidrās debesīs bieži var redzēt mēness. Pēcpusdienā mēness vietā debesīs ir redzama saule. Ja mākoņi peld debesīs, tad no augšas tie atgādinās putukrējumu, un Zemes virsma var nebūt redzama. Ja paskatās uz pērkona mākoņiem no augšas, jūs redzēsit vēl krāšņāku attēlu nekā novērojot pērkona negaisu no zemes.
Kāpēc debesis ir krāsainas?
No dažādiem Zemes punktiem debesis izskatās atšķirīgas. Skaidrām dienas debesīm ir zilas nokrāsas katrā planētas stūrī. Saulainās dienās nokrāsas kļūst piesātinātākas. Un, gluži pretēji, mākoņainās debesīs, kas bija piepildītas ar gaišākām nokrāsām.Debesu forma noteiktā reģionā ir atkarīga no mākoņu atrašanās vietas, tie atrodas noteiktā vietā un diezgan tuvu Zemes virsmai.
Interesants fakts ir tas, ka mākoņi šķiet tikai gaisīgi un bez svara. Viņi brīvi un vienmērīgi pārvietojas pa debesīm, neskatoties uz to, ka vidējais mākonis sver apmēram desmit tonnas. Tas ir iespējams tāpēc, ka mākoņa svars tiek sadalīts starp ūdens pilieniem un maziem ledus kristāliem. Turklāt mākoņu mūžs ir ierobežots.
Ilgākam dzīves laikam mākoņiem ir nepieciešams augsts mitrums. Pie zema mitruma mākoņi iztvaiko. Ir reizes, kad mākonis pilnībā iztvaiko 15 minūšu laikā. Ja mitrums ir augsts, tad mākonis pastāvēs ilgu laiku, tomēr nokrišņu varbūtība ir augsta.
Dienas laiks ir vēl viens faktors, atkarībā no tā, kurā debesu krāsā mainās absolūti visos reģionos.Fenomeni, kas saistīti ar debesu krāsas izmaiņām, saskaņā ar fizikas likumiem tiek skaidroti ar gaismas refrakciju un izkliedi. Turklāt, jo garāks ir noteiktas krāsas viļņa garums, jo ātrāk tā izklīst. Tātad, pēcpusdienā saules gaisma vertikāli nokrīt uz Zemes, tās daļiņas ir izkliedētas tā, ka cilvēks redz tikai zilas un violetas nokrāsas, kurām ir īss viļņa garums. Rītausmas vai saulrieta laikā Saules stari nokrīt uz zemes citā leņķī, lai zilie viļņi nesaskartos ar zemes virsmu. Tā rezultātā debesis ir piesātinātas ar sarkanām nokrāsām.
Debesu fizikāli astronomiskā teorija
Neskatoties uz lielāku zvaigžņu skaitu kosmosā, Saule ir vienīgais debess ķermenis, kas atrodas pietiekami tuvu un ar pietiekami spilgtu, lai ietekmētu debesu krāsu virs Zemes.
Ir svarīgi zināt faktu, ka Saule ir aptuveni 4,5 miljardus gadu veca. Aptuveni tādā pašā daudzumā tas pārvērtīsies par izmirstošu zvaigzni, ko sauc par “balto punduri”. Uz šo brīdi visas Saules sistēmas planētas ir atdzisušas un jau griezīsies ap izmirušu zvaigzni.
Šajā brīdī saules kodolā notiek ūdeņraža pārvēršana par hēliju. Kad ūdeņradis, kas tagad veido 73% no šīs zvaigznes masas, pilnībā izdeg, sāksies pakāpenisks Saules rādiusa pieaugums. Zvaigznes šajā posmā sauc par “sarkano gigantu” un ir gigantisku apmēru ugunsbumba.
Saule turpinās izplatīties aptuveni līdz Venēras orbītā, pēc kuras pāries vairākas valstis, pēc kurām kodolreakcijas būs pilnībā pārtrauktas. Šo posmu pāreja novedīs Sauli “baltā pundura” stāvoklī. Šai zvaigznei būs apmēram 100 reizes mazāks rādiuss un 100-1000 reizes mazāka kapacitāte nekā šodien saulei.
Visi šie aprēķini ir balstīti uz zinātniskiem pētījumiem. Tam astronomi analizēja Saules masu un kodolreakciju ātrumu. Rezultātā tika noteikts, cik ilgi ūdeņraža pietiks Saules iekšienē, lai šī zvaigzne pilnībā darbotos.
Kā atzīmēts, atdzisīs arī Saules sistēmas planētas. Dzīvsudrabs un Venēra tiks absorbēti sarkanā milža stadijā, un Saules sarkanīgi karstā atmosfēra absorbēs arī Zemi. Tajā pašā laikā uz Marsa var parādīties dzīvībai piemēroti apstākļi, jo šī izplešanās to nesasniegs. Tādējādi, līdz saule pilnībā iziet, ap to griezīsies izdzīvojušo planētu, piemēram, Marsa, Jupitera un Saturna, paliekas.
Debesis, kuras mēs redzam uz mūsu planētas
Atgriežoties pie Saules un Zemes debesu attiecību analīzes, jāsaka, ka zilā un sarkanā krāsa nav vienīgās krāsu spektra daļas, kurās saules gaisma mazinās. Šajā spektrā ietilpst visas varavīksnes krāsas. Tomēr, iziet cauri atmosfērai un saduras ar dažādām gaisā esošām daļiņām, spektra stari maina savu virzienu. Šajā gadījumā pašiem saules stariem ir balta krāsa, kurā debesis būtu iekrāsojušās, ja visas spektra daļas sasniegtu Zemi.Tomēr dažādi procesi ļauj jums iet visu ceļu tikai zilajos un zilajos viļņos.
Daļiņas, kas atrodas gaisā un neļauj gaismas viļņiem sasniegt Zemes virsmu, ir dažādas gāzes, kā arī ūdens un ledus pilieni. Gāzes molekulas absorbē saules gaismas fotonus un rada savus, sekundāros fotonus. Šo jauno fotonu krāsu shēma var būt absolūti jebkura. Turklāt to viļņu garums un kustības virziens ir atšķirīgi.
Zinātne ir pierādījusi, ka sekundārie zilie fotoni ir sastopami astoņas reizes biežāk nekā sarkanie fotoni. Tādējādi debesu zilā krāsa lielā mērā ir atkarīga no atmosfēras gāzu ietekmes.
Mūsu tuvākais biedrs
Kosmiskie ķermeņi, kurus var redzēt atrodoties uz Zemes, ir atšķirīgi tuvināti ekvatoram un poliem. Tas attiecas arī uz dabisko Zemes pavadoni - mēness. Pie ekvatora tas ir labāk redzams, tā izmērs kļūst lielāks, lai jūs varētu redzēt tā krāterus un okeānus. Arī pie ekvatora bieži var redzēt zilo vai zilo mēness, kas citos reģionos ir diezgan reti. Tas izskaidro faktu, ka zinātnieki novēro kosmiskos ķermeņus precīzi no ekvatoriālajiem platuma grādiem.
Debesu loma mitoloģijā
Vēsturiski tieši debesis bija tā vieta, kuru cilvēki apveltīja ar dažādām maģiskām īpašībām. Ir vairākas mitoloģijas, kurās debesis un zeme ir apveltīti ar dievišķajiem spēkiem. Ēģiptieši viņus sauca par Noobu un Gaju, senie grieķi - par Urānu un Gaju. Citas mitoloģijas apgalvoja, ka debesis ir mirušo dievu vai dvēseļu dzīvesvieta.
Dažas mūsdienu reliģiskās kustības savas mācības pamato ar zinātnes atziņām. Tātad kristietībā pastāv termins "debesis", kas simbolizē eņģeļu un dvēseļu dzīvotni. Debesis ieguva savu vārdu, pateicoties majestātiskumam zilajās debesīs, kas izplatījās virs Zemes.
Zinātnes attīstība ir palīdzējusi kliedēt gandrīz visus šos mītus. Cilvēks varēja izpētīt ne tikai debesis. Pašlaik tiek aktīvi pētīta kosmosa telpa, kurā glabājas vēl vairāk noslēpumu.