От чего возникает радуга?
Радуга
Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды (дождя или тумана), парящими в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов (показатель преломления воды для более длинноволнового (красного) света меньше, чем для коротковолнового (фиолетового), поэтому слабее всего отклоняется красный свет — на 137°30’, а сильнее всего фиолетовый — на 139°20’). В результате белый свет разлагается в спектр. Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).
Радуга представляет собой каустику, возникающую при преломлении и отражении (внутри капли) плоскопараллельного пучка света на сферической капле. Как показано на рисунке (для пучка монохроматического света), отражённый свет имеет максимальную интенсивность для определённого угла между источником, каплей и наблюдателем (и этот максимум весьма «острый», то есть бо́льшая часть света выходит из капли, развернувшись практически точно на один и тот же угол). Дело в том, что угол, под которым уходит из капли отражённый и преломлённый ею луч, немонотонно зависит от расстояния от падающего (первоначального) луча до оси, параллельной ему и проходящей через центр капли (эта зависимость довольно проста, и её нетрудно явно вычислить), и зависимость эта имеет гладкий экстремум. Поэтому больше всего света капля разворачивает именно на этот угол и близкие к нему. При этом угле (значения которого немного различаются для разных показателей преломления, соответствующих лучам разного цвета) и возникает отражение-преломление максимальной яркости, составляющее (от разных капель) радугу («яркие» лучи от разных капель образуют конус с вершиной в зрачке наблюдателя и осью, проходящей через наблюдателя и Солнце).
Радужная теория гравитации
Радужная гравитация (или «гравитационная радуга») — это теория, в которой разные длины волн света испытывают разные гравитационные уровни и разделяются так же, как и призма расщепляет белый свет на радугу. Это явление будет незаметным для областей относительно низкой гравитации, таких как планета Земля, но будет играть большую роль для областей весьма большой гравитации, например черная дыра. Таким образом, это утверждение опровергает, что у Вселенной есть начало или что был Большой взрыв, поскольку теория Большого взрыва требует, чтобы все длины волн света были подвержены гравитации в одинаковой степени. Эта теория была впервые предложена в 2003 году физиками Ли Смолином и Жуаном Магейжу, и утверждала, что она устраняет разрыв между общей теорией относительности и квантовой механикой. Ученые в настоящее время пытаются обнаружить радужную гравитацию с помощью Большого адронного коллайдера.