אם תבקשו מילד, או אפילו ממבוגר, לצייר את השמש, הוא יושיט יד לעיפרון צהוב, או יחליף את צבע המברשת הווירטואלית ב"צייר" לצהוב. אם תקלידו "שמש" בחיפוש התמונות של גוגל, תראו אלפי גרסאות של עיגול צהוב בהיר. אבל האמת היא שהשמש כלל לא צהובה – היא לבנה. אז מה גורם לאשליה האופטית שמלווה אותנו כל החיים?
מה הצבע של ננסים צהובים?
השמש שלנו היא מה שאסטרונומים מכנים "ננס צהוב" (Yellow Dwarf) – אבל השם הזה מטעה. סיווג שמשות לצבעים מבוסס על הטמפרטורה של השמש (כ-5,500 מעלות צלזיוס על פני השטח), ולא על הצבע שהיא פולטת. הבחירה בצבעים כשמות לשמשות בטמפרטורות שונות באה מהעובדה שאש שאנחנו מדליקים בבית או בחצר בוערת בצבע שונה בהתאם לטמפרטורה, כאשר צהוב הוא הצבע של אש חלשה (חשבו על גפרור), וכחול הוא הצבע של אש חזקה (חשבו על כירת גז שהדלקתם על עוצמה מירבית).
למעשה, השמש פולטת קרינה אלקטרומגנטית בכל אורכי הגל של הספקטרום הנראה – אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, וסגול – כמעט בעוצמה שווה. כשכל הצבעים האלה מתערבבים יחד, התוצאה היא... לבן, כמובן. בדיוק כמו שכל צבעי הקשת יחד יוצרים אור לבן, כפי שאפשר לראות בניסויים כמו שימוש במנסרת זכוכית לשבירת קרני אור.
אסטרונאוטים שמסתכלים על השמש מהחלל מאשרים זאת: השמש נראית להם לבנה לחלוטין, ולא צהובה. אז למה כאן, על כדור הארץ, היא נראית צהובה?
הפילטר הכחול שמופעל על כל הכוכב
האשמה בכך היא באטמוספירה. כשאור השמש נכנס אליה, הוא עובר דרך שכבות של גזים, אבק ולחות. התהליך הזה נקרא פיזור ריילי (Rayleigh Scattering), על שם הפיזיקאי הבריטי שגילה אותו.
פיזור ריילי פועל באופן הבא: אורכי גל קצרים (כחול וסגול) מתפזרים בקלות רבה יותר על ידי מולקולות האוויר מאשר אורכי גל ארוכים (אדום וצהוב). במילים אחרות, האור הכחול "מקפץ" בין מולקולות האוויר ומתפזר לכל הכיוונים, בעוד האור האדום והצהוב ממשיכים בקו ישר אלינו.
כשאנחנו מסתכלים על השמש, אנחנו רואים בעיקר את האור שהמשיך ישירות – האדום והצהוב – בעוד שהכחול כבר התפזר. התוצאה: השמש נראית לנו צהובה-לבנבנה.
למה השמש צהובה יותר בשקיעה?
בשקיעה ובזריחה, השמש נראית הרבה יותר צהובה, כתומה, ואפילו אדומה. הפילטר של האטמוספירה מתוחכם יותר מכפי שצויר בפסקה הקודמת – מה שתיארנו בה קורה כשהאור מגיע אלינו ישר מלמעלה. אבל בערב, כאשר סיבוב כדור הארץ מקרב את השמש לקו האופק, האור שלה צריך לעבור בקו אלכסוני דרך עובי גדול יותר של אטמוספירה כדי להגיע אלינו.
ככל שהמסלול דרך האטמוספירה ארוך יותר, יותר אור כחול וסגול מתפזר, ונשארים רק הצהובים, הכתומים והאדומים. בשקיעות מיוחדות, כשיש באוויר אבק או זיהום אוויר בדרגה גבוהה (למשל, אחרי התפרצות הר געש), השמש יכולה להיראות ממש אדומה-כהה.
זה גם מסביר מדוע השמיים נראים כתומים וורודים בשקיעה – האור הכחול שהתפזר בכל הכיוונים פוגש את עיננו כשהשמש נמוכה באופק.
למה השמיים כחולים?
אותו תהליך של פיזור ריילי מסביר גם מדוע השמיים נראים כחולים ביום. האור הכחול שהתפזר לכל הכיוונים ממלא את כל השמיים, ולכן כשאנחנו מסתכלים כלפי מעלה – אך לא ישירות על השמש – אנחנו רואים את כל הכחול המפוזר הזה.
זו גם הסיבה שמעל הרים גבוהים מאוד, השמיים נראים כהים יותר – יש פחות אטמוספירה שמפזרת את האור הכחול.
העין שלנו משחקת תפקיד
יש גם גורם נוסף: הרגישות של העין האנושית. העין שלנו רגישה במיוחד לאורכי גל באזור הירוק-צהוב של הספקטרום. האבולוציה יצרה אותנו כך שנוכל לזהות בקלות פירות בשלים, עלים צעירים, ודברים חשובים אחרים בסביבה הטבעית שלנו.
כשהשמש פולטת את כל צבעי הקשת, אבל האטמוספירה מסננת את הכחול, העין שלנו, הרגישה במיוחד לצהוב, תופשת את השמש כצהובה.
המוח ממלא את החסר
יש גם רכיב פסיכולוגי: המוח שלנו "מתקן" אוטומטית צבעים בהתאם להקשר. התופעה הזו נקראת "קביעות צבע" (Color Constancy). המוח שלנו "יודע" שאור השמש אמור להיות לבן – אבל הוא רואה שהסביבה כולה מוארת באור חם יותר, אז הוא "מתקן" את התפיסה שלנו.
דוגמה נהדרת לכך היא "אשליית השמלה" המפורסמת מ-2015 – תמונת השמלה שכל האינטרנט התווכח בלהט האם הפסים שלה הם בצבעי כחול ושחור או זהב ולבן. התשובה לשאלה היתה תלויה באיך שהמוח של אנשים "תיקן" את הצבע בתמונה, שנראתה כאילו צולמה מול השמש. המוחות של חלק מאיתנו כנראה הסיקו מכך שחשיפת יתר גרמה להכהיה מוגזמת של לבן וזהב, בעוד אחרים חשבו שהאור דווקא "מסוור" ומבהיר את השחור והכחול.
מבט מהחלל
אסטרונאוטים שראו את השמש מהחלל מדווחים באופן עקבי שצבעה לבן טהור. בלי האטמוספירה שמפזרת את האור הכחול, אנחנו רואים את השמש כפי שהיא באמת – מקור אור לבן בוהק.
תמונות שצולמו ממשימות חלל, כשהן לא מעובדות או מפולטרות, מראות שמש לבנה. אנחנו יודעים שאתם עומדים לשלוח לנו בתגובות קישורים לאלפי תמונות של נאס”א שלכאורה מראות אחרת, אך אם תשימו לב, רוב התמונות שנאס”א מוציאה אינן התמונות ה”אמתיות”, אלא גרסאות שעברו פילטרים כדי להדגיש ממצאים מסוימים (לעתים קרובות מדובר על שינוי ספקטרום הצבעים לחלוטין, כדי להראות אורכי גל שהעין האנושית לא באמת יכולה לראות).
השפעות תרבותיות
המחשבה שהשמש צהובה כל כך מושרשת בתרבות, שילדים לומדים לצייר אותה כצהובה, דגלים מציגים אותה כצהובה, ואמנים בכל הדורות תיארו אותה כצהובה. זה יוצר לולאת משוב: אנחנו מצפים לראות את השמש צהובה, אז אנחנו תופסים אותה כצהובה – גם אם מדעית היא לבנה.
האשליה הזו היא המחשה לכך שהחושים שלנו לא תמיד משקפים את המציאות הפיזית – הם עוזרים לנו לפרש את המציאות כפי שאנחנו מצפים שהיא תהיה.
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו