Scheinbare Farbe der Sonne und des Himmels

Das Spiel Rodina verfügt über vier Planeten, alle mit unterschiedlich farbigen Himmeln. Aus irgendeinem Grund hat die Sonne eine andere Farbe als die Oberfläche jedes Planeten (verwenden Sie diese Anleitung als Referenz).

Die vier Planeten in der Reihenfolge:

  1. Perun - Lila Himmel, Sonne erscheint grün.
  2. Veles - Roter Himmel, Sonne erscheint rostfarben.
  3. Jarilo - Lachsfarbener Himmel, Sonne erscheint blau.
  4. Morena - Türkiser Himmel, Sonne erscheint rot.

Ungeachtet der Tatsache, dass diese Wahl wahrscheinlich nur stilistisch ist, wie realistisch sind diese Szenarien? Gibt es einen Zusammenhang zwischen der scheinbaren Farbe des Himmels und der Farbe der Sonne? Unser Planet hat einen blauen Himmel und die Sonne erscheint gelb, obwohl ich von vorgeschlagenen Szenarien gehört habe, in denen der Himmel weiß und die Sonne blutrot aussehen könnte (und diese Bedingungen sind aufgetreten und dokumentiert).

TL;DR: Sind die aufgeführten Kombinationen von Himmelsfarbe und scheinbarer Sonnenfarbe möglich?

Antworten (3)

MÖGLICHERWEISE

TL;DR: Atmosphärische Farben werden durch eine Vielzahl von Variablen bestimmt, Kombinationen sind endlos. Hier ist ein kurzer hypothetischer Versuch

  1. Perun – ähnlich wie Jarilo ( siehe später ), aber Spuren von Methan in der Atmosphäre färben alles blaugrüner.
  2. Veles – die dichte Stickstoff-Methan-Atmosphäre filtert das Licht, was zu einem Rotstich und einer dunkleren Sonne führt.
  3. Jarilo – dünne Atmosphäre ist mit 1 Mikrometer großen Partikeln gefüllt, so dass bestimmte Wellenlängen stark gestreut werden, während andere nur etwa halb so stark beeinflusst werden: Folglich erscheint die Sonne bläulich und der Himmel ist lachsfarben (das passiert auch auf der Erde, wenn auch selten, wenn Asche von Bränden oder Vulkanausbrüchen in der Atmosphäre schwebt).
  4. Morena – dieser Planet hat eine reine, partikelfreie Molekülatmosphäre von etwa 10 Balken: Die Himmelsfarbe ist türkis, und es gibt weniger Violett und Blau im Sonnenlicht; alle Farben sind zu den längeren Wellenlängen verschoben, dadurch erscheint die Sonne rot.

Lange Antwort:

Die Farbe des Himmels wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, die nicht alle nur mit der Dicke der Atmosphäre oder der Wellenlänge des Sternenlichts zusammenhängen. Zum Beispiel erwarteten Wissenschaftler keinen rosaroten Marshimmel, weil sie feine Eisenoxidpartikel, die in der dünnen Atmosphäre schweben, nicht berücksichtigten.

Vereinfacht gesagt, würde bei einem erdähnlichen Druck in einer transparenten Atmosphäre wie der unseren durch die Rayleight-Effekte eine blaue Farbe entstehen, weil kurze Wellenlängen (blau) stärker gestreut werden als längere Wellenlängen (rot). Wenn in der Atmosphäre auch eine kleine Menge Methan vorhanden ist, wird der Himmel deutlich blaugrüner erscheinen, da das Methan rotes Licht absorbiert ... wird die Menge jedoch zu groß, würde sich das Methan unter Sonnenlicht in dichten roten Nebel verwandeln Gegenteil wird wahr.

Dünne Atmosphären neigen dazu, dunkler zu sein, während dichtere Atmosphären immer mehr mit Farbe gesättigt werden; Wenn Dichte und Druck steigen, wird der Himmel (wenn er aus transparenten Gasen besteht) allmählich gelb, golden, dann rosa und schließlich rot, genau wie bei den Sonnenuntergängen der Erde.

Schwebende Materialien spielen auch eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Farbe des Himmels. Transparente Tröpfchen (wie Wasserdampf) lassen den Himmel blasser werden, wenn sie sich ansammeln, da solche Partikel viel größer als die Wellenlänge des Lichts sind und daher das gesamte Licht gleichmäßig streuen. Wenn die Partikel nur ein wenig größer als eine bestimmte Wellenlänge sind, können sie mit Licht in Resonanz treten und diese bestimmte Wellenlänge stark streuen, während andere Farben durchgelassen werden. Auch andersfarbiges Schwebematerial würde den Himmel entsprechend einfärben. In einem Science-Fiction-Szenario kann man sogar vermuten, dass Algen oder Bakterien in der Luft eine Rolle spielen. Schwerkraft und Sterntyp sind ebenfalls sehr wichtig.

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Mir gefällt, wie Sie hypothetische Bedingungen anbieten, die den im OP beschriebenen Himmel erzeugen. Doch was würde neben der bläulich-grünen Sonne den violetten Himmel Peruns verursachen?
Nehmen wir an, die suspendierten Partikel sind 1 Mikrometer breit: Sie sind nur ein wenig größer als die rote Wellenlänge, sodass sie rotes Licht streuen würden. Geht man jedoch davon aus, dass Spuren von Methan in der Atmosphäre vorhanden sind, muss ein grün-blauer Farbton (der auch die scheinbare Farbe der Sonne ausmacht) zur optischen Gesamtleistung hinzugefügt werden. Das von den suspendierten Partikeln gestreute rote Licht wird durch den bläulichen Farbton des Methans in der oberen Atmosphäre gefiltert und der Gesamteffekt erscheint violett.
Ich sage nicht, dass dies zu 100% plausibel ist, dies ist nur ein Gedankenexperiment, das nicht auf bestimmten Berechnungen beruht. Angesichts der Menge an Variablen ist dies nur eine der Möglichkeiten, wie dieser spezielle Effekt erzielt werden könnte.
Methan ist ein farbloses Gas, und seine Eigenschaften ähneln denen von Stickstoff und Sauerstoff, wenn es um die Raleigh-Streuung geht, siehe Shardanand und Prasad Rao, 1977 . Die Absorption von Methan im Roten ist im Vergleich zu seiner Streuung im Blauen nicht signifikant. Dieselbe Methanfarbe, die Uranus hellblau (in True Color , von der NASA, nicht türkis) und Neptun dunkler blau macht.

Rayleigh-Streuung ist der Hauptgrund dafür, dass der Himmel blau ist. Partikel in der Atmosphäre "streuen" Licht in zufällige Richtungen. Blaues Licht (zusammen mit violettem Licht) hat eine kürzere Wellenlänge und wird daher stärker gestreut. Aus diesem Grund erscheint der Himmel blau, weil aus allen Richtungen blaues Licht gestreut wird.

Der Himmel kann jedoch in anderen Farben erscheinen. Wir sehen oft prächtige Schattierungen von Gelb, Orange oder Rot in der Nähe von Sonnenuntergang und Sonnenuntergang. Das liegt daran, dass die Sonne tiefer am Himmel steht und das Licht weiter wandert. Es wird daher stärker gestreut (über alle Wellenlängen) und die längeren Wellenlängen dominieren.

Wie können wir das auf den vorliegenden Fall übertragen? Nun, ändern Sie einfach die Dichte der Atmosphären. Eine größere Dichte sollte die Himmelsfarbe zum röteren Ende des Spektrums verschieben; Eine geringere Dichte sollte die Himmelsfarbe zum blaueren Ende des Spektrums verschieben. Spielen Sie ein bisschen herum und sehen Sie, was Sie tun können.

Die Sonne erscheint gelb, weil kürzere Wellenlängen – wie Orange und Gelb – weniger von ihrer ursprünglichen Bahn abweichen. Daher bleibt das rötere Licht, das von der Sonne emittiert wird, näher an seinem ursprünglichen Weg als die blaueren Farben. Spielen Sie erneut mit der Dichte herum, um zu sehen, ob Sie dies ändern können. Eine größere Dichte könnte einfach bedeuten, dass rötere Wellenlängen noch stärker dominieren. In diesem Fall sehen Sie in allen Fällen von Atmosphären mit höherer Dichte (die dieselbe Zusammensetzung wie die der Erde beibehalten) eine rötere Sonne.

Dieser Vortrag hat am Ende ein hervorragendes zusammenfassendes Diagramm davon, falls Sie interessiert sind:

Es hört sich so an, als ob die scheinbare Farbe der Sonne ungefähr die Umkehrung der Farbe des Himmels sein sollte. Der Himmel ist blau, weil blaues Licht stärker gestreut wird, die Sonne selbst erscheint gelb (die entgegengesetzte Farbe), weil ein Teil ihres blauen Lichts gestreut wird. In Abwesenheit einer Atmosphäre würde nichts gestreut und die Sonne würde weiß erscheinen. Ist das korrekt?
@JonofAllTrades Ja, das stimmt.
Sterne haben auch unterschiedliche Farben, je nachdem, wie heiß sie sind. Kühlstes Rot, dann Gelb, Weiß, Blau. Rote Sterne sind jedoch selten gute Orte für bewohnbare Planeten. Blaue Sterne lebten in geologischer Zeit nur kurz, also auch zweifelhaft.
@nigel222 Ja, aber der Haupteinfluss hier ist die Atmosphäre. Zum Beispiel ist die Sonne eigentlich weiß, wenn sie von Menschen aus dem Weltraum betrachtet wird, aber auf der Erde erscheint sie gelb, orange oder rot.
@ HDE226868 richtig; Ich hätte wahrscheinlich erwähnen sollen, dass alle 4 Planeten dieselbe Sonne umkreisen, also ist der Hauptunterschied die Atmosphäre. Wir haben 4 Atmosphären, die alle dieselbe Sonne filtern, alle in verschiedenen Farben.
@ThunderChild Okay, gut, froh zu wissen, dass ich keine falsche Annahme gemacht hatte. Wütend.
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Gibt es einen Zusammenhang zwischen der scheinbaren Farbe des Himmels und der Farbe der Sonne?

Die Farbe der Atmosphäre ist komplementär zu der Farbe, die die Sonne erscheint, in Bezug auf den gesamten Satz von Frequenzen, die den Farbsensor des Beobachters erreichen.

Das heißt, einige Frequenzen des Sonnenlichts werden von der Atmosphäre gestreut und die Atmosphäre erscheint in dieser Farbe. Die Sonne erscheint als eine Mischung der Farben, die nicht verstreut sind.

Die Atmosphäre könnte auch Partikel enthalten, die als Filter fungieren, die bestimmte Lichtfrequenzen absorbieren (oder, hoch genug oben, sie zurück in den Weltraum reflektieren), wodurch sowohl die Atmosphäre als auch die Sonne mehr in einer Farbe und weniger in einer anderen Farbe erscheinen. Zum Beispiel könnte eine bestimmte Art von Staub dazu führen, dass der Himmel und die Sonne viel rötlicher erscheinen, als sie es sonst tun würden, ähnlich wie das Tragen einer rosaroten Brille, aber in einem größeren Maßstab.

Drittens können Sie mit den von der Quelle emittierten Frequenzen spielen. Die obigen Absätze gehen davon aus, dass die Sonne im gesamten sichtbaren Spektrum auf hohem Niveau emittiert, aber dies muss nicht immer auf andere Sonnen zutreffen.

Viertens und durch Interaktion mit dem dritten können Sie ändern, welche Frequenzen elektromagnetischer Strahlung für die Bewohner Ihrer Welt sichtbar sind. Auch diese Erde sieht ganz anders aus als nicht fiktive Kreaturen, die im UV-Bereich besser sehen können.

Schließlich könnten Sie die Art und Weise, wie Menschen Farben wahrnehmen, fiktiv ändern. Ich nehme an, wenn Sie oben Dinge wie "lila" und "grün" sagen, beziehen Sie sich auf bestimmte Lichtwellenlängen, von denen Sie und ich beide gelernt haben, dass sie mit diesen Etiketten in Verbindung gebracht werden, aber es gibt (noch) keinen guten Weg, um zu wissen, ob Ihre Die Erfahrung mit "Purpur" ist die gleiche wie meine; Die mentale Erfahrung von "lila" für Sie könnte meiner Erfahrung von "grün" sehr ähnlich sein und umgekehrt.