“برای من، معنای رنگها بسیار کاملتر و دقیق تر از معنای کلمات است.“
جورجیا اوکیف، بانوی نقاش آمریکایی
هر رنگی که در مقابل خود میبینید، در طبیعت یافت میشود. گیاهان، جانوران یا موادمعدنیای هستند که تقریباً هر ته رنگ قابل تصوری را در خود دارند. اما احتمال دیدن کدام یک از این رنگها در طبیعت از همه کمتر است؟ میزان کمیاب بودن یک رنگ در طبیعت به دو عامل بستگی دارد: فیزیک و تکامل. بیایید با فیزیک شروع کنیم.
رنگ ها به دو روش، از تاثیر طول موجهای نور و اشیا بر یکدیگر به وجود میآیند و اکثر رنگ هایی که بر روی سطحی دیده می شوند به یکی از این دو روش ایجاد شده اند. برخی رنگ ها جذبمحور هستند. در این روش، طول موج هایخاصی توسط یک جسم جذب شده و سایر طول موج ها جذب نمیشوند. در نتیجه یک رنگ نهاییِ مات، توسط امواج نوریِ باقی مانده، پدید میآید. اغلب رنگهای طبیعی، از جمله رنگ بسیاری از میوهها و گلها جزو این دسته هستند.
گیاهان مملو از ترکیباتی به نام رنگدانه هستند که طی بخشی از فرایند فتوسنتز یعنی فرایند تبدیل نور خورشید به انرژی، امواج نور را جذب میکنند. اگرچه با تشکیل رنگدانههای مختلف در گیاهان گوناگون، رنگهای متفاوت ایجادمیشوند، اما طول موجهایی که انرژی بالاتری دارند، راحتتر از طول موجهای کمانرژی، جذب میشوند. و رنگ آبی در طیف مرئی، بعضی از پرانرژیترین طول موجها را داراست.
به مرور رنگدانههای بسیاری برای جذب نور آبی پدید آمدهاند؛ از جمله میتوان کلروفیل را نام برد که با جذب طول موجهای آبی و قرمز، رنگ سبزی را به وجود میآورد که نماد طبیعت است.
درهرحال، نور سبز هم نسبتاً پرانرژیست و رایجترین انواع رنگدانهها نیز برای جذب این طول موجها به وجود آمدهاند. رنگدانههایی که نورهای پرانرژی آبی و سبز را جذب میکنند و نورهای کمانرژیتر قرمز و زرد را باقی میگذارند، کاروتنوئید نام دارند که بیش از 1100 نوع از آنها وجود دارد.
با این که کاروتنوئیدها در اکثر گیاهان سبز موجودند، اما تنها هنگام پاییز و زمانی دیده می شوند که کلروفیلها به منظور ذخیرهی انرژی برای زمستان، تجزیه میشوند.
اما این رنگدانهها، چه به تنهایی و چه در تعامل باهم، نور آبی را تقریباً در همه گیاهان، جذب میکنند.
حتی میوهها و گلهای آبی رنگ، در واقع دارای رنگدانههای قرمز یا بنفش هستند و در شرایط شیمیایی خاصی واقعاً آبی دیده میشوند. بنابراین، آیا آبی کمیابترین رنگ در طبیعت است؟ خیر. در واقع این طور نیست.
جذب تنها یکی از دو روش اصلی تولید رنگ، توسط نور است.
در روش دوم، برخی از طولموجها پخش و تقویت میشوند و با چیرگی بر بقیه، رنگ نهایی شیء را تعیین میکنند. علت ایجاد این رنگهای ساختاری، ذرات میکروسکوپی سازندهی برخی اجسام در اطراف ما هستند که نانوساختارهایی ایجاد میکنند که با نور مرئی تداخل دارند. مثلاً این پَر در خود هیچ رنگدانه آبیای ندارد. اما هنگام برخورد نور با آن، الکترونهای درون نانوساختار پر، با فرکانسی یکسان با وزن آن مرتعش میشوند.
درنتیجه ذرات موج جدیدی با همان فرکانس ارسال می کنند؛ و این موج، آغازگر یک واکنش زنجیره ای خواهد بود که منجر به پخش شدن و تقویت نور آبی میشود. نانوساختارهایی که اشکال و اندازههای مختلف دارند، طولموجهای متفاوتی را پخش میکنند، اما معمولاً پخش کردن طولموجهای پرانرژی برایشان آسانتر است؛ و این مسئله آبی را به رایجترین رنگ ساختاری مبدل میسازد. درضمن، طول موجهای کمانرژی، مانند قرمز، به شکلی خفیف پخش میشوند.
حتی زمانی که عاملی موجب تشکیل نانوساختارهایی شود که نور قرمز را با شدت بالایی پراکنده می سازند، باز هم مملو از طول موجهای دیگری خواهند بود که تنها در نور و زاویه دیدِ خاصی، رنگ قرمز را باز می تابانند.
بدین ترتیب دو رقیب برای تصاحب جایگاه کمیابترین رنگ در طبیعت وجود دارد: آبیهای ماتِ جذبمحور و قرمزهای ساختاری رنگینکمانی. از میان این دو، قرمزهای ساختاری بسیار نادرتر هستند. فقط تعداد معدودی از حیوانات و صخرهها نور قرمز را پخش میکنند اما هیچ یک از آنها منحصراً نور قرمز را پخش نمیکند.
اما از آنجایی که قرمز و آبی، هر دو از جنبهای کمیاب و از جنبهای دیگر فراوان هستند، در واقع هر دو رنگ را اغلب مشاهده میکنیم. بنابراین احتمال دارد کدام رنگ، چه به صورت ساختاری و چه به صورت جذبمحور، کمیابتر باشد؟
پاسخ، رنگ بنفش است. رنگ بنفش بخش کوچکی از طیف نور مرئی را اشغال میکند؛ و البته نباید آن را با رنگ ارغوانی اشتباه گرفت که صرفاً ترکیبی از نور قرمز و آبی است. نانوساختارهای برخوردار از دقت کافی برای پخش انحصاری نور بنفش، بسیار اندکند. طول موجهای بنفش حتی نسبت به طول موجهای آبی هم انرژی بیشتری دارند و این باعث میشود که احتمال جذب آنها توسط رنگدانهها بسیار بالا باشد. بنابراین اگر روزی بر حسب اتفاق، به بالهای بنفش رنگین کمانی پروانه امپراتور ارغوانی برخوردید ، لحظهای توقف کنید و از یکی از نادرترین مناظر طبیعت لذت ببرید.
ترجمه زهرا یوسفزاده
https://youtu.be/yRwoReHd7XU