ماه نارنجی چیست؟

«آقای همایونی، ماه رو دیشب دیدید؟ متوجه شدید رنگش چقدر نارنجی شده بود؟
آقا چرا دیشب ماه قرمز بود؟» سوالی است که به تعداد زیاد از سوی افراد مختلف پرسیده می‌شود. شاید شما هم این تجربه را داشته‌اید که ماه را به رنگ‌های نارنجی یا قرمز دیده‌اید.

بیشتر مردم با دیدن ماه نارنجی یا قرمز تصور می‌کنند که این رنگ واقعی ماه است و از این جهت برایشان شگفت‌انگیز و حتا دلهره‌آور می‌شود.

هرگاه سوالی این‌چنین پرسیده می‌شود، از ایشان سراغ می‌گیرم که ماه کجای آسمان بوده و با گفتن این‌که در نزدیکی افق (قبل از غروب یا بعد از طلوع آن) ماه را دیده‌اند، مطمئن می‌شوم که دوباره بازی‌های جوّ زمین مردم را به هیجان انداخته است.

بیشتر مردم از این پدیده که مربوط به اثر پراکندگی جوّ زمین بر رنگ نورهایی است که از میان آن گذشته، اطلاع ندارند و باعث می‌شود فکر کنند این رنگ واقعی ماه است. به عبارتی خیلی‌ها ممکن است تصور کنند رنگ ماه واقعن تغییر کرده است.

این پدیده نه‌تنها برای ماه که برای خورشید هم مشاهده می‌شود و حتا برای ستارگان و سیاره‌ها هم می‌افتد که این دوتای آخر چندان به چشم نمی‌آید.

اگر هنگامی که ماه را به رنگ نارنجی می‌بینیم، حواسمان باشد مردمی که در همان لحظه ماه را در بالای سرشان می‌بینند، آن‌را به رنگ معمول سفید خودش مشاهده می‌کنند؛ این جرقه در ذهن زده خواهد شد که مسأله در رنگ ماه نیست و علت را جای دیگر باید جست.

پراکندگی نور

موضوع برمی‌گردد به پدیده‌ای به نام پراکندگی نور. هنگامی که دسته پرتوهای نور خورشید،‌ ماه، ستارگان، سیاره‌ها و هر جسم دیگر وارد جوّ زمین می‌شوند این نور همانطور که در مسیری مستقیم حرکت می‌کند تا به چشم ما برسد، به ذرات بسیار ریز و میکروسکوپی موجود در جوّ زمین برخورد می‌کنند. در اثر این برخورد، مسیر حرکت‌شان پراکنده می‌شود. به این پدیده «پراکندگی» پرتوهای نور توسط ذرات جوّ می‌گویند. هرچه پرتوهای نور بیشتر به اطراف پخش شوند،‌ می‌گوییم بیشتر دچار پراکندگی شده‌اند. منظور از اطراف، اطراف مسیر مستقیمی است که هر فوتون یا پرتوی نور در حال طی کردن آن است.

عاملی که بر مقدار این پراکندگی اثر دارد، طول موج آن فوتون یا پرتو نور است که در حال حرکت بین ذرات موجود در جوّ است. از طرفی طول موج نور هم به رنگ آن وابسته است، یعنی هر رنگ طول موج مخصوص خود دارد.

برخی مواقع رنگ ماه در نزدیکی افق بیشتر به زردی می‌زند. این تفاوت رنگ‌ها بین زرد، نارنجی و قرمز به شرایط جوّی محیط بستگی دارد.

نور سفید ترکیبی است از رنگ‌های مختلف

باید این مطلب را یادآوری کنیم که نور خورشید و ماه و ستارگان از طول موج‌های مختلف یا رنگ‌های گوناگون تشکیل شده‌است. همان چیزی که در رنگین‌کمان مشاهده می‌کنیم. در واقع رنگین‌کمان، تجزیه‌شدن نور سفید خورشید است توسط قطرات باران به رنگ‌های سازنده‌اش. این رنگ‌های رنگین‌کمان از قرمز و نارنجی به زرد و سبز و در نهایت به آبی و بنفش در کنار هم دیده می‌شوند. اما هر کدام از این رنگ‌ها طول موج مخصوص به خود دارند. به عبارت دیگر طول موج هر پرتوی نور است که مشخص می‌کند به چه رنگی دیده می‌شود.

در طیف رنگین‌کمان، قرمز بلندترین طول موج را دارد، زرد و سبز طول موج میانه و آبی کوتاه‌ترین طول موج را داراست. البته این‌ها فقط بخش مرئی و قابل دیدن طیف نوری است که از خورشید و دیگر اجسام نجومی به ما می‌رسد. قبل از قرمز و بعد از بنفش هم طیف نور ادامه دارد که به چشم انسان دیده نمی‌شوند.

اثر ذرات ریز میکروسکوپی

موضوع دیگر مربوط به ذرات ریزی است که در جوّ زمین وجود دارند: یکی مولکول‌ها و اتم‌های گازها و دیگری ذرات معلق گرد و غبار،‌ دود و دیگر چیزهایی که می‌توانند در جوّ زمین وجود داشته باشند. چون این ذرات بسیار ریز و میکروسکوپی هستند، اندازه‌های‌شان با طول موج نورهای با رنگ‌های مختلف قابل مقایسه و قابل توجه است. از این جهت است که مقدار پراکندگی‌ای که در دسته پرتوهای نوری که در بین این ذرات بسیار ریز موجود در جوّ زمین در حرکت هستند، وابسته می‌شود به اندازه ذرات.

اکنون نمی‌خواهم وارد جزئیات فیزیکی و علمی آن شویم که خارج از حوصله‌ی این مطلب عمومی است. فقط نتیجه‌ی آن‌را بدانیم کافی است: وقتی یک دسته پرتوی نور که شامل همه‌ی طول موج‌های از کوتاه (بنفش و آبی) تا بلند (نارنجی و قرمز) است در جوّ زمین حرکت می‌کنند، میزان پراکندگی این پرتوها با توان چهارم طول موج آن‌ها نسبت عکس دارد. این جمله یعنی چه؟

به زبان ساده یعنی: وقتی یک دسته پرتوی نور از میان جوّ زمین عبور می‌کند، بخش‌های با طول موج کوتاه بسیار بسیار بیشتر از بخش‌های با طول موج بلند، پراکنده می‌شوند. بنابراین رنگ‌های آبی بسیار بسیار بیشتر از رنگ‌های قرمز موجود در این نورها به اطراف مسیر حرکت پرتوها پراکنده می‌شوند.

توجه: در ویدئوی بالا علت بزرگ بودن قرص ماه، استفاده از تلسکوپ است. محل تصویربرداری در فاصله‌‌ای دور از فانوس دریایی با دقت بسیار بالا انتخاب شده است تا هنگامی که ماه طلوع می‌کند، هم قرص کامل ماه و هم ساختمان فانوس دریایی در کادر تلسکوپ قرار گیرند.

آثار پراکندگی نور توسط جوّ

چنین رفتار متقابلی که بین ذرات میکروسکوپی جوّ زمین با پرتوهای نور وجود دارد، پدیده‌های طبیعی جالبی را به بار می‌آورد که عبارتند از:

1. رنگ آبی آسمان به هنگام روز.
2. رنگ‌های متنوع و زیبایی که قبل از طلوع یا بعد از غروب خورشید در آسمان می‌بینیم.
3. رنگ نارنجی یا قرمزی که برای خورشید و ماه در هنگام طلوع و غروب آن‌ها مشاهده می‌کنیم.

اولی: به هنگام روز که نور خورشید به همه‌ی قسمت‌های جوّی که آسمان ما را فراگرفته است برخورد می‌کند، پرتوهای آبی بسیار بیشتر از رنگ‌های دیگر در همه جهت پراکنده می‌شوند. چون هنگامی که خورشید ارتفاع زیادی از افق دارد (منظور این‌که نزدیک افق در زمان نزدیک به طلوع و غروب نیست) پرتوهای نور خورشید تقریبن به صورت یکنواخت همه جای آسمان بالاسرمان را پرکرده‌اند و به همین صورت هم پراکندگی رنگ آبی در همه جهت‌ها اتفاق می‌افتد، پس همه‌ی آسمان را به رنگ آبی می‌بینیم.

دومی: اما هنگامی که خورشید در نزدیکی افق قرار داشته باشد (نزدیک زمان‌های طلوع و غروب) مسأله کمی متفاوت می‌شود. در این زمان پرتوهای نور خورشید به علت زاویه‌ی کمی که نسبت به افق دارند مسافت به مراتب بیشتری را نسبت به حالت قبل (هنگام روز و در ارتفاع بالا) در جوّ زمین می‌پیمایند. بنابراین مقدار آبی بودن آسمان کاهش می‌یابد و در عوض قرمزی یا نارنجی آن افزون می‌شود. هنگامی هم که خورشید زیر افق می‌رود به علت تغییر آرام زاویه‌ای که پرتوهای نور ورودی به جوّ تجربه می‌کنند، رنگ‌هایی که در آسمان مشاهده می‌کنیم متنوع و بخش‌های مختلف آسمان رنگارنگ می‌شود.

و اما سومی: که اصل ماجرای حرف ما در این مطلب است این می‌شود که:

خورشید یا ماه (و حتا ستاره‌ها و سیاره‌ها) هنگامی که در نزدیک یا لبه‌ی افق هستند به رنگ نارنجی یا قرمز دیده می‌شوند. چرا؟ چون نوری که در مسیر مستقیم از آن‌ها در این حالت به ما می‌رسند، مسیر بسیار طولانی‌ای را در جوّ پیموده است، رنگ‌های آبی خودش را در اثر پراکنده شدن بیشتر از دست داده است. پس بیشترین رنگی که از آن‌ها به چشم ما می‌رسد، رنگ‌های با طول موج بلند یعنی قرمز یا نارنجی است. و این یعنی دیدن یک ماه نارنجی. یا خورشید قرمز شده. بعضی وقت‌ها هم ممکن است رنگ ماه ته‌رنگ زرد پیدا کند.

در عکس زیر تفاوت مسیری که نور ماه یا هر جسم دیگر در دو حالت مختلف: نزدیک افق و در میانه‌ی آسمان طی می‌کند را می‌توانیم درک کنیم. در مسیر شماره 2 بخش‌های آبی رنگ نور ماه بسیار پراکنده شده و از این جهت رنگ‌های زرد، نارنجی و قرمز بیشتر به چشم ناظر می‌رسد.

به همین دلیل هم هست که خورشید به هنگام طلوع و غروب معمولن به رنگ نارنجی یا قرمز دیده می‌شود. این پدیده برای سیاره‌ها و ستارگان هم ایجاد می‌شود اما به علت نورانیت ضعیف‌تر آن‌ها، چندان به چشم نمی‌آیند.

نکته دیگر این‌که اگر دقت کرده باشید در روزهای مختلف مقدار این نارنجی یا قرمز شدگی ماه، و رنگارنگی آسمان غروب یا طلوع، متفاوت است. دلیلش مربوط به وضعیت جوّی منطقه است. میزان ذرات گرد و غبار، دود و رطوبت موجود در جوّ زمین در آن لحظه بر این پدیده‌ها تأثیر به‌سزایی دارد.

در نهایت این‌که هنگامی که ماه بعد از طلوع به قدر کافی از افق فاصله بگیرد، این اثر از بین می‌رود و به رنگ طبیعی خود (که سفید یا نقره‌فام است) دیده می‌شود.

نتیجه

بنابراین ماه نارنجی از آن‌جهت نارنجی دیده می‌شود که نور آن در مسیر طولانی‌ای که در نزدیکی افق داخل جوّ زمین طی کرده است، رنگ‌های آبی خود را از دست داده و از این جهت نارنجی یا قرمز دیده می‌شود. پس از این به بعد همیشه به هنگام طلوع یا غروب ماه می‌توانیم انتظار دیدن ماه نارنجی یا قرمز (یا زردرنگ) داشته باشیم.

نویسنده: محمد همایونی
جمعه 21 اردیبهشت 1403