İlk bakışta bu çok basit bir soru gibi görünebilir. Ancak sarı ya da turuncu dediyseniz, yanlış cevabı verdiniz. Güneşin rengi beyazdır. Eğer aydan ya da atmosferi olmayan herhangi bir yerden güneşe baksaydınız beyaz olduğunu görecektiniz.
Peki, neden güneşi sarı görüyoruz? Batarken neden rengi kızıl olur? Göğün mavi olmasıyla bunun bir alakası var mıdır?
Bu soruların cevabını anlamak için önce gök kuşağına göz atalım. Gök kuşağı, beyaz ışığın (güneş de beyaz olduğuna göre onun ışığı da beyazdır), prizma ya da su damlacığı gibi daha yoğun ortamdan geçerken kırılması sonucunda oluşur. Aşağıda görebileceğiniz gibi, gök kuşağı kırmızı, turuncu, sarı ile başlar, mavi ve morla biter. Bu sıralama, renklerin dalga boyu, diğer bir deyişle enerjisi ile doğru orantılıdır. (Bir dalganın dalga boyu arttıkça enerjisi azalır.). Kırmızı ışık en büyük dalga boylu, yani en düşük enerjili ışıktır. Mor ise en küçük dalga boylu, yani en yüksek enerjili ışıktır. Gök kuşağında renkler düşük enerjiliden(büyük dalga boyu), yüksek enerjili (küçük dalga boyu) göre sıralanmıştır. Güneş ışığı normalde bütün bu dalga boylarını içerir ve beyazdır.
Dünyamızın atmosferi çeşitli gaz molekülleri ve parçacıklardan oluşmaktadır. Atmosferimizin %78’i azot, yüzde %21 Oksijen oluşturur. Bunun dışında, Argon, karbondioksit gibi başka gazlar, su, toz ve deniz tuzu gibi parçacıklar mevcuttur. Işık atmosfere girince, dünya yüzeyine inene kadar bu gaz molekülleri ve parçacıklara çarpar. Eğer ışık tuz, toz, su buharı, buz gibi, dalga boyundan büyük parçacıklara çarparsa, ya yansır, ya da kırılarak hareket yönünü değiştirir. Ancak renginde herhangi bir değişiklik olmaz. Fakat eğer gaz molekülü gibi, kendi dalga boyundan küçük şeylere çarparsa o zaman ışığın bir kısmı gaz molekülleri tarafından emilir. Gaz tarafından emilen ışık kısa bir süre sonra, farklı bir yöne doğru serbest bırakılır. Bütün renkten ışıklar emilse de, düşük dalga boylu renklerin emilme olasılığı daha yüksektir. Diğer bir deyişle mavi ve mor tondaki renkler daha çok emilir. Sarı, Kırmızı ve Turuncu renkteki dalga boyları ise fazla etkilenmeden dünyaya iner. Mavi, mor tondaki renklerden arınan beyaz ışık da sarı renge dönüşür. Güneşi sarı görme nedenimiz budur.
Göğün mavi olmasının arkasında da bu fenomen yatmaktadır. Yukarıda değindiğimiz gibi, gaz molekülleri emdikleri ışığı aynı şekilde başka bir yönde serbest bırakırlar. Neredeyse emilen ışığın tamamı mavi tonlarda olduğu için, gaz molekülleri etrafa mavi ışık yayarlar. Bizim göğe baktığımız zaman gazın güneş ışığından emip, etrafa saçtığı bu mavi ışığı görürüz.
Peki, güneş batarken neden kırmızı olur, gök de turuncuya döner? Güneş batarken, yani ufuk üstündeyken, gönderdiği ışık atmosferde daha çok yol almaktadır. Dolayısı ile çok daha fazla ışık etrafa saçılır(çünkü güneşten gelen ışık atmosferde daha uzun kalacağı için çok daha fazla toz ve parçacıkla karşılaşacaktır.), bunun sonucunda güneş ışığının çok az bir kısmı direk bize ulaşır. Bundan dolayı güneş batarken çok daha az parlaktır ve çıplak gözle bakılabilir olur. Bunun dışında yukarda bahsettiğim gibi, mavi tondaki dalga boylarından, daha uzun dalga boyundaki ışık da az da olsa emilir. Işığın atmosferde gittiği yol uzayınca, mavi tondaki ışık yanında, yüksek miktarda yeşil ve sarı renkteki ışık da emilip saçılmaya başlar. Dolayısı ile saçılan ışık artık, sarı, yeşil ve kızıl tonda renkleri daha yüksek miktarda içermeye başladığı için gök rengi kızıllaşır. Güneşin beyaz ışığı da, mor ve mavi dalga boyundaki ışık yanında, yüksek miktarda yeşil ve sarı tonları da kaybetmeye başladığı için, artık turuncu gözükmeye başlar. İşte bu yüzden güneş batarken ufka yaklaştıkça git gide daha turuncu gözükmeye başlar.
Sevgilisi ile güzel gün batımı izlemek isteyenlere, biz fizikçilerin tavsiyesi, güneşin batışını çöl ya da deniz üstünde izlemeleridir. Çünkü deniz üstünde havada daha yüksek miktarda su molekülleri vardır( çöl üstünde tabi toz zerrecikleri), bunun sonucunda güneş ışığı etrafa daha çok dağılır. Dolayısı ile ışığın atmosferde aldığı yol da uzar. Dolayısı ile büyük dalga boylu turuncu ve kızıl ışık da yüksek miktarda emilip etrafa saçılır. Bu yerlerde gün batımında, gök pembe, turuncu hatta kızıl gözükebilir.
Son olarak bütün yıldızların güneş gibi beyaz ışık yayıp yaymadığını sorabilirsiniz. Aslında her yıldızın rengi farklıdır. Yıldızın rengini belirleyen şey onun ortalama sıcaklığıdır. Yukarda gök kuşağının renklerinin enerjisinden bahsettik, oradaki bilgileri hatırlayalım. Soğuk yıldızların ışığı düşük enerjili olacağı için, kızıl dalga boyundaki ışık daha fazla olacaktır. Dolayısı ile bu yıldızların rengi kırmızı olacaktır. Kırmızı renkteki yıldızların ortalama sıcaklığı 3.500-4000 derece celsius altındadır. Peki, çok sıcak yıldızların (10.000 derece üstü) rengi ne olacaktır sizce? Gök kuşağına bakıp tahmin edebilirsiniz! Evet, bildiniz, en yüksek enerjiye sahip dalga boyu olan mavi ve mor tonlar. (Sanatçılar yanlış bir biçimde kırmızı ve turuncuya sıcak renkler, mor ve maviye soğuk renkler derler. Hâlbuki gerçekte tam tersi doğrudur!). Yıldızımız güneşin ortalama sıcaklığı 6000 derece civarındadır. Bu ortada bir değer olduğu için, güneşten gelen ışık tüm enerjideki dalga boylarını eşit derecede içermekte bunun sonucunda aldığı renk beyaz olmaktadır.
Not1: Verdiğimiz değer güneşin ortalama sıcaklığıdır. Yoksa güneşin içinin sıcaklığı 15.7 Milyon dereceyi bulabilir.
Not2:Güneşten bize gelen ışık, güneş içinden yaratıldığı zamandan dışarı çıkışına kadar güneş içinde yüz binlerce yıl yol alır. Bunun sebebi içerde oluşan ışığın sayısız defa güneşin atomları tarafından emilip emilip serbest bırakılmasıdır. Sabah güneş ışığına bakmayı unutmayın, o ışık sizi mutlu etmek için tam yüz binlerce yıl yol alıp pencerenize ulaştı.