ЦВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ. Часть 2.                                                                                                                                                                                                               

Цвет лунной поверхности, не является загадкой для астрономов, физиков, планетологов. Однако, достаточно неоднозначен вопрос цвета Луны, для простого наблюдателя. Почему цвет Луны так неоднозначен, для земного наблюдателя? Секрет заключается в нескольких причинах: 1) расстояние между объектом и наблюдателем. 2) солнечный свет. Свет отражённый Луной. 3) атмосферная рефракция. 4) человеческий глаз как приёмник.                                                                                                                                                                                             

С эффектом расстояния и как следствие искажения поступающей визуальной информации каждый многократно сталкивался в жизни. Законы геометрии пространства (далее перспективы), распространения света, и несовершенство человеческого глаза никто не отменял. Примеры: у горизонта широкая дорога будет казаться лишь точкой; снимки ночных городов с орбиты выглядят причудливыми пятнами и паутинками света; города снятые с самолёта выглядят серой клеткой с вкрапинами зелёных пятен; линия горизонта кажущаяся серо-голубой, пепельные горы вдали окажутся красноватыми вблизи; линия голубого леса вдали окажется зелёной дубравой; список бесконечен.

Никто не станет при этом думать, что дорога сузилась, или что города сплошь бетонно-серого цвета и всё в них, в лесу синие деревья, а ночью в городе всё залито светом. По той же причине никто не станет утверждать что Луна поместится на ладони раз её видимые размеры так малы. Это первое слагаемое выясняемого вопроса, пространство и расстояние способны исказить информацию о объекте наблюдения до неузнаваемости.      

С цветом Луны, например земной  наблюдатель замечал разные чудеса, мы её видим, то серебристо серую, то белую, то желтоватую, то желтовато - красную, то и вовсе кроваво красную с пятнами запёкшейся крови. Никто при этом не думает, что Луну каждый раз кто-то выкрашивает по своему капризу. В случае с разным цветом Луны виновны в основном атмосферная рефракция, запылённость атмосферы, человеческий глаз, фазы Луны, прочее. "Когда Луна и Солнце находятся низко над горизонтом, они представляются жёлтыми, оранжевыми и даже кроваво-красными. Связано это с явлением рефракции световых лучей в атмосфере Земли и состоянием самой атмосферы. " [1] Автор дополняет, что кровавая Луна, чаще всего бывает во время лунных затмений, причина та же, - атмосферная рефракция. Волны красного спектра самые длинные они не задерживаются атмосферой и огибают её, освещая Луну красным светом.                                                                                                                                                                                      

Человеческий глаз так устроен, что при взгляде на яркие объекты, он перестаёт видеть тусклые, обусловлено это физиологией и называется динамический диапазон. Ночью, же когда чаще всего наблюдается Луна, дополнительно вступают в работу палочки, практически не различающие цвета. Самый яркий объект Луна, ещё больше субъективно "выбелят" объект наблюдения. Правда есть и дополнительные причины в видимой "серости" или "жёлтости" Луны. " Глаз наблюдателя воспринимает Луну как яркий, слегка желтоватый диск. Это впечатление в некоторых отношениях обманчиво: отражательная способность Луны очень низка. Отражательная способность некоторой плоской поверхности, освещённой параллельными лучами, выражается через её альбедо. Альбедо - это отношение потока, рассеянного по всем направлениям, к падающему. Аналогичная величина может быть введена для средней отражательной способности сферы. Она носит название сферического альбедо. Сферическое альбедо Луны в визуальных лучах составляет всего лишь 0,06 и, кроме того, альбедо систематически увеличивается с длиной волны, так что на самом деле цвет Луны красноватый, а не желто-белый."[2]      

Простым языком выражение "кроме того, альбедо систематически увеличивается с длиной волны" - означает, что самые светлые больше всего отражающие участки поверхности Луны и вообще то что глаз в состоянии отличить от чёрного, имеют ФИЗИЧЕСКИЙ ЦВЕТ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В КРАСНОЙ ЧАСТИ СПЕКТРА. Автор подчёркивает это обстоятельство, поясняя, что ФИЗИЧЕСКИЙ ЦВЕТ ЛУНЫ в максимальной степени длинноволновый. А это цветовая гамма содержащая красный цвет как основной. В физическом понимании цвета [2б][2в][3]. Поэтому здоровый глаз наблюдателя на поверхности Луны или её орбите никак не может наблюдать длинноволновую часть спектра как "серую" либо "голубую". Данное восприятие регистрируется глазом при иных длинах световых волн[3] По этой же причине правильно откалиброванная и приготовленная фототехника не "спутает" физически различные цвета.                                                                                                                                                                                                  

К этому следует добавить, что Луна не светит собственным светом, а лишь отражённым, почти белым светом солнца. На таком расстоянии для наблюдателя точки поверхности отразившие свет, сливаются в цельное световое пятно нивелируя затенённые(чёрные) точки. Получается визуально белесое цветовое пятно, а поскольку атмосфера не задерживает на себе красную и инфракрасную часть спектра, задерживая преимущественно синюю часть, то мы не видим этой реальной красноватости Луны. Видны лишь рефракционные эффекты, при низком положении над горизонтом. Как видим физические причины видимой цветности Луны различны, и действительного положения вещей не отображают.                                                                                                                                                                                

Разъяснения требует природа физического цветовосприятия и света. "Цвет - это ощущение, возникающее в органе зрения при воздействии на него света, т.е. свет+зрение=цвет. Свет - это электромагнитное волновое движение. Длины волн видимого цвета заключены в интервале от 380 н.м. до 760 н.м." [3] "В видимом спектре человеческий глаз различает 120 цветов. Эти цвета принято выделять в три группы:

1) Коротко-волновая (380-500 н.м.). Входят цвета: Фиолетовый, Сине-Фиолетовый, Синий, Голубой.

2) Средне-волновая (500-600 н.м.). Входят цвета: Зелено-Голубой, Зеленый, Желто-Зеленый, Желтый, Желто-Оранжевый, Оранжевый.

3) Длинно-волновая группа (700-760 н.м.) Входят цвета: Оранжевый, Красно-Оранжевый, Красный." [3].                                                                                                                                                                                                  

380 н.м.                                                                               760 н.м.

Вспомним выше уже указывалось что Луна "красноватая". Особого разъяснения требует вопрос "серого цвета". В действительности физически такого цвета в видимом спектре не существует. Это так называемый ахроматичный цвет, - "Ахроматические - Белый, чёрный, и все оттенки серого. В этот спектр входят лучи всех длин волн в равной степени, при чём энергия отдельных лучей составляющих эту смесь одинакова."[3] То есть когда видим белый это означает, что весь спектр отразился от поверхности, когда видим чёрный это значит весь спектр поглощён. Серый же это смешение всего спектра как уже выше было сказано. На практике серый ровный цементный цвет означал бы что Лунная поверхность  состоит исключительно из вещества одной мелко дисперсионной фракции, да ещё ограниченного набора компонент взятых в исключительно равных пропорциях. Что действительности никак не соответствует. Подробнее следует ознакомится с психофизическими характеристиками понятия цвет здесь [3]                                                                                                                                                                                                   

После выяснения всех обманчивых аспектов зрительного восприятия на земле можно перейти к вопросу научных показаний, касательно истинного цвета Луны в видимом диапазоне. Выше уже говорилось о сложной топографии и морфологии лунной поверхности:  "МОРФОЛОГИЯ ЛУННОЙ ПОВЕРХНОСТИ. Лунная морфология очень сложна и своеобразна. Лунный ландшафт не имеет ничего сходного с земным. Есть сходство с ландшафтом Меркурия и, в меньшей степени, с марсианским ландшафтом. Наиболее заметны на Луне «моря», видимые не вооружённым глазом как тёмные пятна. Их визуальное альбедо в среднем около 0,079. Таким альбедо на Земле обладают лавы, обсидиан (вулканическое стекло). Размеры «морей» — 500—700 км и даже 1000 км в поперечнике. Более светлые «материки» (альбедо в среднем 0,120) имеют очень сложную структуру. На них больше всего выделяются многочисленные кольцевые горы, среди которых различают цирки, кратеры и кратерочки"[4] Тут автор подчёркивает, что альбедо это не цвет и разные предметы с одинаковым альбедо могут быт абсолютно разного цвета, состава, структуры. До получения лунных проб грунта советские учёные пытались определить химические и физические характеристики лунных грунтов и таким образом понять механизмы лунной геологии. Сделали следующее, измерили альбедо разных земных пород и сопоставили с альбедными характеристиками участков лунной поверхности, таким образом составили геологическую карту Луны. На практике это подход оказался полностью непригоден в выяснении минерального состава и ожидаемые результаты не подтвердились.[4] Такой же ошибочный вывод мы делаем о цвете лунной поверхности.                                                                                                                                                                                           

В действительности вот описание реального цвета  лунной поверхность и её слагаемых:                                          

"Интегральный цвет Луны желтее солнечного. Показатель цвета Луны приблизительно на 3 больше показателя цвета Солнца и соответствует спектральному классу G8. Цвета отдельных деталей на поверхности Луны сравнительно мало отличаются друг от друга; в основном они серовато-бурые с зеленоватым, красноватым и другими оттенками. Их показатели цвета разнятся на 4. Причина этого, конечно, лежит в изменчивости отражающих свойств лунных пород с изменением длины волны. Таким образом, спектрофотометрические сравнения разных участков Луны с земными горными породами при освещении их солнечным светом дают дополнительную возможность для определения горных пород на Луне. К однозначному ответу этот путь не приводит и указывает лишь на вероятность уподобления лунной поверхности той или другой земной горной породе. В частности, по цвету к лунным породам подходят вулканический пепел,

крупнозернистый базальт,

красный кварцевый порфир,

железный кварцит,

туф из Армении

"[4] Что кореллируется  и с другими исследованиями, а также фотографиям поверхности в истинном цвете.                                                                                                                                                                                            

На графиках очерчены границы видимого диапазона, где кривые уверенно возрастают в красную сторону спектра. [5]                                                                                                                                                                                          

Под конец работы над статьёй автору попались фотографии Луны от любителя Александра Сивакова. Автор прилагает фотографии с описанием инструмента и условий съёмки. Отмечается особо: фото сделаны без каких либо фильтров, уверенно передавая истинный цвет Луны.                                                                                                                                                      

Замечания же о сложностях и почти невозможности фотографирования Луны иначе как "серой" автор оставляет на профессиональной совести "специалистов".                                                                                                                                                                         

Вывод: данная работа, наглядно и с точки зрения физики разъяснила специфику вопроса освещённости лунной поверхности и окраса поверхностного слоя.   ЛУНА ТУСКЛОЕ НЕБЕСНОЕ ТЕЛО ТЁМНО-БУРЫХ ТОНОВ С НЕЗНАЧИТЕЛЬНЫМИ ОТТЕНКАМИ КРАСНОГО, ЗЕЛЁНОГО И ФИОЛЕТОВЫХ ТОНОВ.                                                              

Ссылки:                                                                                                                                                                                                               

1) http://www.nkj.ru/archive/articles/10611/                                                                                                                                    

2) http://litrus.net/book/read/107037?p=18                                                                                                                                                                             

2б) http://last-t.ru/%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82-%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5-%D0%BE%D1%89%D1%83%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9-%D1%81%D1%82/                                                   

2в) http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/490/%D0%A6%D0%92%D0%95%D0%A2

3) http://mikhalkevich.narod.ru/kyrs/Cvetovedenie/main2.html                                                                                                  

4) http://sc-books.ru/book_astro.php?id=211                                                                                                                                                                          

5) http://leonidkonovalov.ru/meeting/moon/?ELEMENT_ID=392                                                     

автор Р.Д.И. Стрельцов