What is the rarest color in nature? - Victoria Hwang

Translator: rokhshid r Reviewer: shirin etebar

Every color you see in front of you can be found in nature.

هر رنگی که در برابر خود می‌بینید در طبیعت نیز یافت می‌شود.

Some plant, animal, or mineral bears almost every hue imaginable.

بعضی گیاهان، جانوران و یا مواد معدنی تقریبا همه‌ی رنگ‌های قابل‌تصور را دارند.

But which of these colors are you least likely to see in the natural world?

اما کدام یکی از این رنگ‌ها در طبیعت کمیاب‌ترند؟

There are two factors that drive the rarity of color in nature:

دو عامل مختلف در کمیاب‌بودن برخی رنگ‌ها در طبیعت موثرند:

physics and evolution.

فیزیک و فرگشت.

Let’s start with physics.

بگذارید اول به فیزیک بپردازیم.

Colors are generated when wavelengths of light interact with objects,

رنگ‌ها در اثر تراکنش طول‌موج‌های مختلف نور با اشیا به‌ وجود می‌آیند

and most of the colors you’ve seen outside a screen

و اغلب رنگ‌هایی که خارج از مانیتور می‌بینید

were produced in one of two ways.

به یکی از این دو روش تولید می‌شوند.

In absorption-based colors,

در رنگ‌های به‌ وجود‌ آمده در اثر جذب،

certain wavelengths are absorbed by an object, while others are not.

فقط پرتوهایی با طول‌موج‌های مشخص جذب شده و بقیه‌ی پرتوها بازتاب می‌شوند.

The result is a matte final color generated by these leftover light waves.

سرانجام، رنگ نهایی از ترکیب رنگ‌های بازتاب‌شده پدید می‌آید.

Most naturally occurring colors fall into this category,

بیشتر رنگ‌ها در طبیعت، از جمله رنگ میوه‌ها و گل‌ها،

including those of many fruits and flowers.

به این طریق ایجاد می‌شوند.

Plants are full of compounds called pigments that absorb light waves

گیاهان سرشار از ترکیباتی به نام رنگدانه هستند که

as part of photosynthesis,

نور را برای فتوسنتز جذب

the process by which they convert sunlight into energy.

و در فرآیند فتوسنتز نور را به انرژی تبدیل می‌کنند.

While different plants have evolved different pigments

گرچه گیاهان رنگدانه‌های گوناگونی دارند

that result in different colors,

که سبب ایجاد رنگ‌های مختلف می‌شوند،

higher energy wavelengths are more easily absorbed than lower energy ones.

پرتوهای پر‌انرژی‌تر آسان‌تر از پرتوهای کم‌انرژی‌تر جذب می‌شوند.

And blue light has some of the highest energy wavelengths

و نور آبی یکی از پر‌انرژی‌ترین طول‌موج‌ها را

in the visible spectrum.

در طیف مرئی دارد.

Numerous pigments have evolved to absorb blue light,

بسیاری از رنگدانه‌ها تکامل یافته‌اند تا نور آبی را جذب کنند.

including chlorophyll, which absorbs blue and red wavelengths

کلروفیل یکی از این رنگدانه‌هاست که با جذب نور آبی و قرمز،

to produce nature’s trademark green.

رنگ سبز که نشان طبیعت است، تولید می‌کند.

However, green light is still fairly energetic,

اما نور سبز نیز نسبتاً پرانرژی است

and the most common class of pigments evolved to absorb these wavelengths

و فراوان‌ترین گروه رنگدانه‌ها برای جذب طول‌موج‌های سبز نیز تکامل یافته‌اند.

as well.

There are over 1,100 types of carotenoids,

بیش از ۱,۱۰۰ نوع کاروتنوئید در طبیعت وجود دارد.

pigments which absorb high energy blue and green light,

این رنگدانه‌ها پرتوهای پر‌انرژی آبی و سبز را جذب کرده

while leaving behind the lower energy red and yellow light.

و پرتوهای کم‌انرژی‌تر مانند قرمز و زرد را بازتاب می‌کنند.

While carotenoids are present in most green plants,

گرچه کاروتنوئید‌ها در بیشتر گیاهان سبز وجود دارند،

they only become visible each fall when chlorophyll gets broken down

آن‌ها فقط در پاییز، هنگامی که گیاهان کلروفیل را برای ذخیره‌ی انرژی در زمستان

to save energy for the winter.

تجزیه می‌کنند، دیده می‌شوند.

But whether they’re working alone or side by side,

اما فارغ از اینکه این رنگدانه‌ها به تنهایی یا باهم کار کنند،

these pigments absorb blue light in virtually all plants.

این ترکیبات نور آبی را در تقریباً همه‌ی گیاهان جذب می‌کنند.

Even fruits and flowers that appear blue

حتی میوه‌ها و گل‌هایی که آبی دیده می‌شوند،

actually have pigments that are red or purple,

در حقیقت رنگدانه‌های قرمز و بنفش دارند

and only truly turn blue under specific chemical conditions.

و تنها تحت شرایط شیمیایی خاصی آبی می‌شوند.

So, is blue the rarest color in nature?

پس آیا آبی کمیاب‌ترین رنگ در طبیعت است؟

Not quite.

نه دقیقاً.

Absorption is just one of the two main ways light generates color.

جذب پرتوها فقط یکی از دو راهی است که پرتوها به اجسام رنگ می‌بخشند.

In the second method, some wavelengths are scattered and amplified—

در روش دوم، برخی طول‌موج‌ها شکسته و تشدید می‌شوند

overpowering the others to determine an object's final color.

که سبب افزایش قدرت پرتوهای دیگر شده و رنگ نهایی جسم را تعیین می‌کنند.

These structural colors occur

این رنگ‌ها، که رنگ‌های ساختاری نام دارند،

because some objects around us are made of microscopic particles

به دلیل ساختار میکروسکوپی اجسام اطراف ما، که با تشکیل نانوساختارها

which can form nanostructures that interfere with visible light.

نور مرئی را دستکاری می‌کنند، به وجود می‌آیند.

For example, this feather has no blue pigments in it.

مثلا این پر، هیچ رنگدانه‌ی آبی‌ای ندارد.

But when light strikes it, the electrons within its nanostructure

اما هنگامی که نور به آن برخورد می‌کند، الکترون‌های نانوساختارهای پر

vibrate at the same frequency as the weight.

در فرکانسی مشابه فرکانس پرتوی آبی به جنبش درمی‌آیند.

This makes the particles send out a new wave with the same frequency,

بنابراین این ذرات پرتویی با فرکانس مشابه نور آبی می‎‌تابانند

starting a chain reaction that amplifies and scatters blue light.

و واکنشی زنجیره‌ای را شروع می‌کنند که سبب تشدید و شکست نور آبی می‌شود.

Nanostructures of various shapes and sizes scatter different wavelengths,

نانوساختارها با ساختار و اندازه‌های متفاوت طول‌موج‌های متفاوتی را می‌شکنند

but they typically scatter high-energy wavelengths most easily—

اما معمولاً، شکست طول‌موج‌های پرانرژی‌تر آسان‌تر است

making blue the most common structural color.

بنابراین نور آبی فراوان‌ترین رنگ ساختاری است.

Meanwhile, low-energy wavelengths like red are only weakly scattered.

درحالی که طول‌موج‌های کم‌انرژی‌تر، مانند قرمز، خیلی کم شکسته می‌شوند.

Even when something evolves specific nanostructures

حتی هنگامی که جسمی نانوساختارهای خاصی داشته باشد

that strongly scatter red light

که رنگ قرمز را به شدت بشکند،

they still resonate with other wavelengths,

این پرتوها باز هم به دلیل رزونانس با پرتوهای دیگر

only appearing red at some angles of illumination and observation.

فقط در زوایای خاصی از روشنایی و دید، قرمز دیده می‌شوند.

This gives us two contenders for nature’s rarest color:

بنابراین دو رنگ احتمالی می توانند کمیاب‌ترین رنگ طبیعت باشند:

absorption-based matte blues and structural iridescent reds.

رنگ آبی تولید‌ شده در اثر جذب و رنگ قرمز ساختاری.

Between these two, structural reds are much rarer.

بین این دو رنگ، قرمز ساختاری بسیار کمیاب‌تر است.

Only a handful of animals and rocks scatter red light

فقط تعداد انگشت‌شماری از جانوران و سنگ‌ها رنگ قرمز را می‌شکنند

and none of them scatter red light exclusively.

و هیچکدام هم رنگ قرمز را به تنهایی نمی‌شکنند.

But since red and blue are rare in one way and common in another,

اما از آنجایی که قرمز و آبی هردو توسط یکی از این دو روش بیشتر تولید می‌شوند،

we actually end up seeing both colors quite often.

ما معمولا هر دو رنگ را در طبیعت به فراوانی می‌بینیم.

So what color is least likely to be generated

پس چه رنگی در طبیعت، چه از طریق جذب و چه از نظر ساختاری،

in structural and absorption-based forms?

کمتر تولید می‌شود؟

The answer is violet.

پاسخ رنگ بنفش است.

Not to be confused with purple, which is just a combination of red and blue light,

بنفش با ارغوانی، که حاصل ترکیب قرمز و آبی است، تفاوت دارد.

violet occupies a small portion of the visible light spectrum.

پرتو بنفش بخش کوچکی از طیف مرئی را به خود اختصاص می‌دهد.

There are only a few nanostructures precise enough

تنها تعداد بسیار کمی نانوساختار ویژه وجود دارد

to exclusively scatter violet light.

که فقط نور بنفش را می‌شکنند.

And violet wavelengths are even more energetic than blue ones,

همچنين طول‌موج‌های بنفش از طول‌موج‌های آبی نیز پرانرژی‌تر هستند

making them likely to be absorbed by pigment.

که این سبب جذب بهتر توسط رنگدانه‌ها می‌شود.

So if you ever stumble onto the iridescent violet wings

پس هرگاه به پروانه‌ی امپراطور

of a purple emperor butterfly,

با بال‌های بنفش برخوردید،

take a second to appreciate one of nature’s rarest spectacles.

لحظه‌ای درنگ کنید و از یکی از کمیاب‌ترین رنگ‌های طبیعت لذت ببرید.