Koje je boje Mesec? 1Foto: Pixabay/ adege

Dr Jovan Raičević za publikaciju Nauka u Srbiji napisao je tekst o tome da li je Mesec zaista žut kako nam uvek izgleda i kako se svuda prikazuje i opisuje ili je posredi ipak nešto drugo.

Kad je Dino Merlin 1989. pjevao „Mjesečina kô dukat žut, ti dovoljno mlada, ja dovoljno lud“, mi, tadašnji tinejdžeri, dobro smo razumjeli poruku pjesme i nismo nijednog trena dovodili u pitanje smisao njenih stihova, a ponajmanje ono najočiglednije, da je Mjesec kô dukat žut. I zaista, ima li boljeg poređenja punog Mjeseca nego sa dukatom, okruglim, sjajnim?

Vjerovatno bi se svi složili sa ovim poređenjem, osim astronauta iz Apolo programa, koji su oko njega orbitirali i na njega sletjeli, jer oni dobro znaju da Mjesec uopšte nije žut.

Ali, kako mi onda vidimo da jeste? Da bismo na to odgovorili, treba odgovoriti na pitanje kako mi vidimo i šta je to uopšte svjetlost?

Vidljiva svjetlost predstavlja elektromagnetno zračenje talasne dužine između 380 i 740 nm (nanometar je milijarditi dio metra) odnosno frekvencije od 400 do 790 THz (jedan Herz označava jednu oscilaciju u sekundi, a oznaka T je simbol za prefiks tera- što označava bilion, dakle 1 THz je jedan bilion oscilacija u sekundi).

Vidljiva svjetlost zapravo predstavlja samo djelić ogromnog spektra elektromagnetnog zračenja. Što elektromagnetni talasi imaju veću frekvenciju, a samim tim manju talasnu dužinu, njihova energija je veća.

Nevidljivi dio spektra

Sljedeći u spektru elektromagnetnog zračenja su infracrveni zraci. Njihova talasna dužina je veća, a energija manja od vidljive svjetlosti, pa ih očima ne možemo vidjeti, ali ih itekako možemo osjetiti.

Ovi zraci prenose toplotu (referenca 1)— oko 50 odsto sunčevog zračenja nalazi se baš u infracrvenom spektru i njemu možemo zahvaliti što živimo na rajskoj planeti.

Da tog zračenja nema, Zemlja bi bila ledena kugla, vrlo vjerovatno nepogodna za život, barem ovakav kakav poznajemo. Sve što vidite i što možete nazvati „toplim” emituje ove infracrvene zrake, pa i sama ljudska bića. Ako pogledate druge ljude kroz kameru koja detektuje infracrveno zračenje, vidjećete da ti ljudi „sijaju”.

Vidljiva svjetlost

Sljedeću stepenicu na ovoj rastućoj skali energije elektromagnetnog zračenja čini ultraljubičasto zračenje. Ono ima kraću talasnu dužinu od vidljive svjetlosti, a njegova energija je toliko velika da može pokidati veze između atoma u molekulima i izazvati oštećenja na živim organizmima.

Oko 10 odsto sunčevog zračenja nalazi se u ovom dijelu spektra i ono je upravo odgovorno za oštećenje tkiva koje izaziva opekotine nakon neopreznog izlaganja jakom ljetnjem suncu. Takođe, nakon višegodišnjeg izlaganja suncu bez zaštite, ono može dovesti i do raka kože.

Srećom, atmosfera Zemlje ima ozonski omotač, koji blokira 97 do 99 procenata ultraljubičastih zraka i, da on ne postoji, život na kopnu ne bi bio moguć.

Međutim, ultraljubičasti zraci imaju i jedan koristan efekat: izazivaju fotohemijsku reakciju koja u ćelijama kože dovodi do pretvaranja 7-dehidroholesterola u holekalciferol, odnosno vitamin D.

Na samom kraju elektromagnetnog spektra nalazi se zračenje najkraće talasne dužine, a najveće energije — to su X-zraci i gama-zraci.

Energija ovih zraka je toliko velika da pri interakciji s materijom izazivaju jonizaciju atoma tako što izbijaju elektrone iz njihovih orbitala.

Zbog toga se ovo zračenje naziva jonizujuće zračenje, a u narodu je poznato kao radijacija (što je pogrešan naziv, jer je u naučnom smislu radijacija sinonim za svako zračenje).

Jonizujuće elektromagnetsko zračenje je izuzetno opasno po žive organizme i u visokoj dozi izaziva akutnu radijacionu bolest, a pri dugotrajnom izlaganju manjim dozama događaju se mutacije koje često dovode do pojave malignih oboljenja.

Bijela svjetlost i u njoj — dugine boje

Optički sistem oka (rožnjača, sočivo, staklasto tijelo) usmjerava i fokusira svjetlosne zrake na mrežnjaču, tanku opnu u dnu oka, u kojoj se nalaze ćelije osjetljive na svjetlost: štapićaste ćelije (štapići) i kupaste ćelije (čepići).

Ove ćelije sadrže molekule pigmenata koji su osjetljivi na svjetlost i nazivaju se opsini. Kad foton svjetlosti pogodi molekul opsina, pokreće niz biohemijskih reakcija čiji je rezultat stvaranje električnog signala. Električni signal se optičkim živcem prenosi dalje ka mozgu.

Štapićaste ćelije (prije svega raspoređene po periferiji mrežnjače) mnogo su osjetljivije na svjetlost od kupastih ćelija i imaju ulogu u opažanju pri niskom nivou osvjetljenja, kao i u detekciji pokreta, ali ne omogućavaju oštar vid.

Budući da je Homo sapiens evoluirao u prirodnom okruženju u kome je svakog trenutka mogao da postane plijen nekog predatora, sposobnost štapićastih ćelija da detektuju promjene svjetlosti i sjene značila je razliku između života i smrti.

Međutim, ove ćelije nemaju sposobnost razlikovanja boja, što možete provjeriti noću u mračnoj sobi. Tada možete opaziti samo obrise predmeta, eventualno razlikovati svjetlije i tamnije nijanse, ali tada ne vidite oštro i ne možete razlikovati boje. Pri niskom nivou osvjetljenja aktivne su isključivo štapićaste ćelije, dok se kupaste ćelije gotovo uopšte ne aktiviraju.

S druge strane, kupaste ćelije, koje su većinom skoncentrisane u centralnom dijelu mrežnjače (taj dio se naziva žuta mrlja), omogućavaju nam oštar vid i razlikovanje boja, ali zahtijevaju znatno viši nivo osvjetljenja nego štapićaste ćelije.

Postoje tri vrste kupastih ćelija koje u sebi sadrže proteine opsine.

Svaka pojedinačna ćelija proizvodi samo jednu vrstu opsina, a svaki od tih opsina je osjetljiv na svjetlost različite talasne dužine. Opsin S je najosjetljiviji na svjetlost kraćih talasnih dužina (420 nm — plava); opsin M na svjetlost srednje duge talasne dužine (530 nm — zelena); a opsin L prije svega na svjetlost veće talasne dužine (560 nm — žuto-crvena).

Kao što vidimo na slici 3, krivulje osjetljivosti ovih ćelija na svjetlost različitih talasnih dužina preklapaju se tako da svaka vidljiva svjetlost istovremeno aktivira barem dvije vrste kupastih ćelija, a nekad i sve tri.

Zavisno od intenziteta aktivacije S, M i L ćelija, mozak dobija informaciju o talasnoj dužini svjetlosti koja je osvijetlila mrežnjaču i tu informaciju interpretira kao boju. Npr, ako na mrežnjaču dospije svjetlost talasne dužine 500 nm, na dijagramu (slika 3) vidimo da ona aktivira oko 15 odsto S ćelija, oko 30 odsto M i oko 50 odsto L kupastih ćelija, što naš mozak interpretira kao tirkiznu boju.

Postojanost boja i postojanost osvjetljenja

Jedna od fizioloških pojava koja nam omogućava da pravilno tumačimo svijet oko sebe je tzv. postojanost boja. Zelena jabuka je zelena i u podne, kad je osvjetljava bijela svjetlost, kao i u suton, kad je osvjetljava dominantno crvena svjetlost, iako svjetlost koja se odbija od jabuke u ova dva slučaja nije spektralno identična i ne nadražuje jednako tri vrste kupastih ćelija u našoj mrežnjači. Ipak, naš mozak zna da je zelena jabuka zelena, pa interpretaciju boje usklađuje s tim prethodnim iskustvom.

Tekst je deo online Medium publikacije “Nauka u Srbiji”, neprofitnog projekta namenjenog proverenom, naučnom i jasnom informisanju građana. Svi autori su naučnici koji koriste svoje znanje i iskustvo za teme koje obrađuju, a urednici svoje medijsko iskustvo . Za još tekstova posetite: https://medium.com/science-in-serbia-nauka-u-srbiji

Pratite nas na našoj Facebook i Instagram stranici, ali i na Twitter nalogu. Pretplatite se na PDF izdanje lista Danas.