आकाशाचा रंग निळा का असतो? आधी तो कसा होता आणि भविष्यात आकाश कसं दिसेल?

अथांग पसरलेलं निळंभोर आकाश तुम्ही नेहमी पाहता, पण ते निळंच का असतं हा विचार कधी केला आहे का? खरं तर ही गोष्ट आपल्या इतक्या सवयीची झाली आहे की, आपण त्याकडे दुर्लक्षच करतो.

पण तुम्हाला हे ऐकून कदाचित आश्चर्य वाटेल की आकाशाचा रंग आजपर्यंत प्रचंड बदलला आहे आणि शास्त्रज्ञांच्या मते भविष्यात तो पुन्हा बदलू शकतो.

यूकेच्या रॉयल ऑब्झर्व्हेटरी ग्रीनविचमधील सायन्स कम्युनिकेटर फिन बरिज यांच्या मते, दिवसा आकाश निळं दिसण्यामागे 2 मुख्य कारणं आहेत.

पहिलं कारण म्हणजे आपला सूर्य. सूर्याचा प्रकाश आपल्याला जरी पांढरा दिसत असला, तरी त्यात खरं तर इंद्रधनुष्यातले 7 ही रंग दडलेले असतात. यामध्ये लाल, पिवळा, हिरवा या रंगांबरोबरच निळया रंगाचाही समावेश असतो.

दुसरं कारण म्हणजे आपल्या वातावरणाची ठेवण. आपल्या आकाशात नायट्रोजन, ऑक्सिजन आणि बाष्पाचे असंख्य अतिसूक्ष्म कण असतात. हे कण सूर्याच्या प्रकाशाला वेगवेगळ्या दिशांना विखुरतात.

आता गंमत अशी की, निळ्या रंगाची 'वेव्हलेंग्थ' म्हणजेच लहरींची तरंगलांबी ही इतर रंगांच्या तुलनेत खूप कमी असते. त्यामुळे हा निळा रंग हवेतील कणांवर आदळून सर्वात जास्त विखुरला जातो आणि म्हणूनच आपल्याला आकाश निळं दिसतं.

या शास्त्रीय प्रक्रियेला 'रेली स्कॅटरिंग' असं म्हणतात. 1870 च्या दशकात लॉर्ड रेली या ब्रिटिश शास्त्रज्ञाने हा सिद्धांत मांडला होता, म्हणूनच या प्रक्रियेला हे नाव देण्यात आलं आहे.

आणि मग प्रश्न उरतो की, सूर्योदय आणि सूर्यास्ताच्या वेळी मात्र आकाश लाल-नारंगी का दिसतं?

त्याचं कारणही अगदी साधं आहे. सूर्योदय किंवा सूर्यास्ताच्या वेळी सूर्य क्षितिजावर असतो. त्यामुळे सूर्याच्या किरणांना आपल्यापर्यंत पोहोचण्यासाठी वातावरणाच्या खूप मोठ्या थरातून प्रवास करावा लागतो.

या लांबच्या प्रवासामुळे होतं काय? निळा प्रकाश वाटेतच इतका विखुरला जातो की, तो आपल्या डोळ्यांपर्यंत पोहोचूच शकत नाही. याउलट, लाल आणि नारंगी रंगांची 'वेव्हलेंग्थ' जास्त असल्यामुळे ते रंग जास्त विखुरले जात नाहीत. ते थेट आपल्या डोळ्यांपर्यंत पोहोचतात आणि म्हणूनच आपल्याला त्या वेळी आकाशात रंगांची सुंदर उधळण पाहायला मिळते.

इतर ग्रह आणि तिथलं आकाश

बरिज यांच्या मते, पृथ्वीचं हे लख्ख निळं आकाश संपूर्ण सूर्यमालेत अद्वितीय आहे. इतर काही ग्रहांवरही निळा रंग दिसतो, पण तो पृथ्वीइतका उठावदार नाही.

गुरू ग्रह (Jupiter) - गुरू ग्रहाच्या वरच्या वातावरणात आकाशाचा रंग पृथ्वीसारखा फिका निळा दिसतो, असं मानलं जातं. पण तो रंग पृथ्वीसारखा सजीव आणि तेजस्वी नाही. प्रकाशाची कमतरता- गुरू ग्रह सूर्यापासून खूप लांब आहे. त्यामुळे तिथे पृथ्वीच्या तुलनेत फक्त 4% इतकाच सूर्यप्रकाश पोहोचतो. साहजिकच, तिथे पृथ्वीसारखं गडद आणि सुंदर निळं आकाश पाहायला मिळत नाही.

इतर काही ग्रहांवर तर परिस्थिती याच्या अगदी उलट आहे. तिथे वातावरण आणि घटक वेगळे असल्यामुळे आकाशाचे रंगही पूर्णपणे वेगळे दिसतात.

मंगळ ग्रहावरची गोष्ट मात्र एकदम वेगळी आहे. मंगळ ग्रहावरचं वातावरण खूपच विरळ आहे, त्यामुळे तिथे पृथ्वीसारखी 'रेली स्कॅटरिंग' प्रक्रिया फारशी घडत नाही. मंगळाच्या वातावरणात धुळीचे असंख्य कण असतात. हे कण आपल्या वातावरणातील नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनच्या कणांपेक्षा आकाराने मोठे असतात. हे मोठे कण प्रकाशाला एका वेगळ्याच पद्धतीने विखुरतात. या शास्त्रीय प्रक्रियेला 'मी स्कॅटरिंग' असं म्हणतात.

यामुळे मंगळावर दिवसा आकाश लालसर किंवा पिवळसर दिसतं. पण सर्वात मोठी गंमत म्हणजे, तिथे सूर्यास्ताच्या वेळी आकाश चक्क निळं दिसतं. म्हणजे आपल्या पृथ्वीच्या बरोबर उलट.

आता आकाशाचा रंग नेहमीच निळा होता का ?

तर याचं उत्तर आहे, नाही. आज आपल्याला जे निळं आकाश दिसतं ते पृथ्वीच्या कोट्यवधी वर्षांच्या इतिहासातली एक नवीन गोष्ट आहे.

भूतकाळात आकाश नेमकं कसं दिसत होतं, हे शंभर टक्के खात्रीने सांगता येत नाही. पण शास्त्रज्ञांच्या मते, त्या काळात हवेत कोणत्या वायूंचे प्रमाण जास्त होते, त्यावर आकाशाचा रंग ठरत असे.

साधारण 4.5 अब्ज वर्षांपूर्वी जेव्हा पृथ्वी तयार झाली, तेव्हा ती पूर्णपणे तप्त लाव्हाचा गोळा होती. जशी पृथ्वी थंड होत गेली, तसं ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून आणि भूगर्भीय हालचालींमधून वायू बाहेर पडू लागले. त्या काळच्या सुरुवातीच्या वातावरणात प्रामुख्याने कार्बन डायऑक्साइड आणि नायट्रोजन होते. सोबतच थोड्या प्रमाणात मिथेन आणि अत्यंत कमी प्रमाणात ऑक्सिजन होता.

आकाशाचा रंग पहिल्यापासूनच निळा होता का?

जसजसा काळ पुढे गेला, तशी पृथ्वीवर अतिप्राचीन 'बॅक्टेरिया'च्या रुपात जीवसृष्टी निर्माण झाली. या जीवाणूंमुळे वातावरणात मिथेन वायूचं प्रमाण खूप वाढलं. जेव्हा या मिथेनवर सूर्याचा प्रकाश पडायचा, तेव्हा रासायनिक प्रक्रिया होऊन हवेत सेंद्रिय संयुगे तयार व्हायची. यामुळे संपूर्ण आकाशात नारंगी रंगाचं दाट धुकं तयार व्हायचं. विचार करा, आज जे निळं दिसतंय, ते एकेकाळी एखाद्या 'स्मॉग'सारखं नारंगी होतं.

साधारण 2.4 अब्ज वर्षांपूर्वी पृथ्वीच्या इतिहासात एक मोठी घटना घडली, जिला 'ग्रेट ऑक्सिडेशन इव्हेंट' म्हणतात.

या काळात 'साइनोबॅक्टेरिया' नावाच्या जिवाणूंनी प्रकाशसंश्लेषण करायला सुरुवात केली. म्हणजे ते सूर्याच्या प्रकाशापासून ऊर्जा मिळवू लागले आणि या प्रक्रियेत मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिजन सोडू लागले.

हळूहळू हवेत ऑक्सिजनचं प्रमाण वाढत गेलं आणि मिथेनचं ते नारंगी धुकं विरळ होऊन साफ झालं. जसजसं आपलं आजचं वातावरण तयार झालं, तसा आकाशाला आजचा हा सुंदर निळा रंग प्राप्त झाला.

आकाश कायम असंच निळं राहील का?

भविष्यात तरी हे निळं आकाश तसंच दिसेल, पण काही नैसर्गिक आपत्तींमुळे यात बदल नक्कीच होऊ शकतात.

वाढतं प्रदूषण, जंगलात लागणारे वणवे, ज्वालामुखीचे उद्रेक किंवा धुळीची वादळं यामुळे आकाशाचा रंग काही काळासाठी बदलू शकतो. पण हे बदल तात्पुरते असतात.

1883 मध्ये इंडोनेशियातील 'क्राकाटोआ' ज्वालामुखीचा भीषण उद्रेक झाला होता. त्यानंतर कित्येक दिवस जगात अतिशय गडद लाल रंगाचे सूर्यास्त पाहायला मिळाले. इतकंच नाही, तर काही ठिकाणी हिरवा सूर्यास्त आणि चक्क निळा चंद्रही दिसला होता.

ज्वालामुखीच्या राखेतून बाहेर पडलेले सल्फेट आणि इतर कण हवेत पसरले होते. हे कण सूर्याच्या प्रकाशाला सगळीकडे पसरवत होते ज्यामुळे आकाशाचे रूप अत्यंत विलक्षण दिसत होते.

युनिव्हर्सिटी ऑफ रीडिंगच्या प्रोफेसर डॉ. क्लेअर राइडर यांच्या मते, हवेत तरंगणारे हे छोटे कण ज्यांना 'एरोसोल्स' म्हणतात हे आकाशाचा रंग ठरवण्यात मोठी भूमिका बजावतात.

जर वातावरणातील हे सर्व कण एकाच आकाराचे असतील, तर सूर्यास्ताच्या वेळी आपल्याला अतिशय गडद रंग पाहायला मिळतात. कारण जेव्हा सर्व कण सारख्याच आकाराचे असतात, तेव्हा ते प्रकाशाला एका विशिष्ट पद्धतीने जास्त प्रमाणात पसरवतात , ज्यामुळे आकाशाचा रंग अधिक उठावदार दिसतो.

डॉ. क्लेयर राइडर पुढे सांगतात की, "जेव्हा वातावरणात वेगवेगळ्या आकाराचे कण एकत्र येतात, तेव्हा प्रत्येक कण प्रकाशाच्या विविध रंगांशी वेगवेगळ्या प्रकारे प्रक्रिया करतो. यामुळेच आकाशात रंगांचे एक विचित्र मिश्रण तयार होते."

जर हे सर्व बदल एकाच वेळी घडले, तर आकाशाचा निळा रंग जाऊन ते 'पांढरं किंवा काळपट-भुरकट' दिसू शकतं. तुम्ही कधी कधी पाहिलं असेल की, खूप जास्त प्रदूषण, धुळीचं वादळ किंवा ज्वालामुखीचा उद्रेक झाल्यावर आकाश कसं काळवंडलेलं किंवा धुरकट दिसतं. हे याच कारणामुळे होतं.

थोडक्यात सांगायचं तर आकाश निळं असणं हे आपल्या वातावरणातील वायू आणि कणांच्या संतुलित प्रमाणावर अवलंबून आहे. जर हे प्रमाण बदललं, तर आपल्या आकाशाचा रंगही बदलू शकतो.

भविष्यात काय होऊ शकतं?

डॉ. क्लेअर यांच्या मते, भविष्यातील हवामान बदल आपल्या आकाशाचा रंग बदलण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावू शकतात. त्याबद्दल त्या काही महत्त्वाच्या गोष्टी सांगतात की, जसजसं पृथ्वीचं तापमान वाढेल, तसं हवेतील बाष्पाचं प्रमाणही वाढेल. यामुळे हवेतील छोटे कण या ओलाव्यामुळे फुगतील. हे फुगलेले कण प्रकाश जास्त प्रमाणात पसरवतील, ज्यामुळे आज जे आकाश निळं दिसतंय, ते भविष्यात अधिक पांढरं किंवा धुरकट दिसू शकतं. याउलट, जर आपण भविष्यात प्रदूषण कमी करण्यात यशस्वी झालो, तर आकाश आजच्यापेक्षाही अधिक गडद निळं आणि लख्ख दिसू शकतं.

हे सर्व बदल होत असले तरी, खगोलीय काळाचा म्हणजेच अब्जावधी वर्षांचा प्रवासाचा विचार केला, तर हे छोटे बदल फार काळ टिकणारे नसतात. तरीही, उद्याच्या पिढीला कोणतं आकाश पाहायला मिळणार, हे आज आपण पर्यावरणाची कशी काळजी घेतो, यावर अवलंबून आहे.

पुढील एक अब्ज वर्षं काय होईल?

बरिज यांच्या मते, आकाशाचा हा निळा रंग कायमचा बदलण्यासाठी वातावरणात खूप मोठा बदल व्हावा लागेल. ते म्हणतात, "नजीकच्या भविष्यात तरी असं काही होणार नाही, जोपर्यंत आपलं नशीब खूपच खराब नसेल आणि एखादा महाकाय उल्कापात पृथ्वीवर धडकणार नसेल. पण सध्या तरी तशी काही शक्यता नाही."

तर मग हे निळं आकाश नक्की कधी नाहीसं होईल? जसजसा सूर्य जुना होईल, तसतसा तो अधिक तेजस्वी आणि उष्ण होत जाईल. साधारण 1 अब्ज वर्षांनंतर सूर्य आजच्या तुलनेत 10% जास्त प्रकाश आणि उष्णता बाहेर टाकेल. या उष्णतेमुळे पृथ्वीचं तापमान प्रचंड वाढेल. वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड हळूहळू नाहीसा होईल आणि शेवटी इतकी उष्णता वाढेल की आपल्या पृथ्वीवरचे महासागर चक्क उकळू लागतील.

जेव्हा पृथ्वीवर पाणीच उरणार नाही आणि वातावरण पूर्णपणे बदलून जाईल, तेव्हाच हे निळं आकाश आपल्यापासून कायमचं हिरावलं जाईल. पण ही घटना घडायला अजून 1 अब्ज वर्षांचा मोठा काळ बाकी आहे.

शास्त्रज्ञांच्या मते, भविष्यात एक काळ असा येईल जेव्हा उष्णतेमुळे वातावरणात मोठ्या प्रमाणावर ऑक्सिजन बाहेर पडेल. त्यामुळे काही काळासाठी आकाश आजच्यापेक्षाही अधिक गडद निळं दिसेल. पण हा बदल तात्पुरता असेल. एकदा का तो ऑक्सिजन संपला की, आकाशाचा रंग बदलून ते पांढरं, पिवळसर आणि प्रचंड गरम होईल अगदी आजच्या 'शुक्र' ग्रहासारखं.

सूर्याचा शेवट आणि लाल आकाश

साधारण 5 अब्ज वर्षांनंतर आपल्या सूर्याचं इंधन संपू लागेल आणि तो एका महाकाय लाल ताऱ्यामध्ये बदलू लागेल.

बरिज सांगतात की, जेव्हा सूर्याचा अंत जवळ येईल, तेव्हा तो निळा प्रकाश देणं थांबवेल. सूर्य स्वतःच इतका लाल आणि विशाल झालेला असेल की पृथ्वीवर उरलं-सुरलं जे काही वातावरण असेल, त्यात फक्त गडद लाल रंगच उरलेला असेल.

तो काळ इतका भीषण असेल की हे दृश्य पाहायला पृथ्वीवर जीवसृष्टी शिल्लक नसेल. पण बरिज एक छान आशा व्यक्त करतात की, "कदाचित तोपर्यंत मानवजातीने दुसऱ्या एखाद्या ताऱ्याच्या सूर्यमालेत स्वतःसाठी नवं निळं आकाश शोधलेलं असेल."

बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन.