چرا رنگ آسمان آبی است؟

رنگ آبی آسمان از انعکاس رنگ آب‌های کره زمین نمی‌آید؛ بلکه حاصل پدیده‌ای موسوم به پراکنش نور است. برای توضیح بیشتر، باید کمی از علم فیزیک ذرات کمک بگیریم.

اگر در نقاط مختلف دنیا جابه‌جا شوید، شاهد تغییرات شگرفی در آب و هوا، ارتفاع و مناظر زمینی خواهید بود؛ اما تقریبا همه مردم دنیا، آسمان را به رنگ آبی می‌شناسند و پربیراه نیست اگر بگوییم «هر جا که روی، آسمان همین رنگ است».

علت رنگ آبی آسمان چیست؟

علت مشاهده رنگ آبی در آسمان، نحوه‌ی تعامل نور خورشید با اتمسفر زمین است. طیف نور مرئی، رنگ‌های مختلفی از قرمز تا بنفش را شامل می‌شود. وقتی همه این رنگ‌ها با هم ترکیب شوند، نور سفید به‌نظر می‌رسد؛ ولی در مسیر رسیدن به زمین، برخی از رنگ‌های موجود در نور خورشید با  مولکول‌ها و ریزذرات اتمسفر، فعل و انفعال می‌کنند.

هر کدام از رنگ‌های طیف نور مرئی هم طول موج خاص خود را دارند. به‌عنوان مثال، قرمز و نارنجی دارای طول موج بلند هستند؛ در حالی که طول موج آبی و بنفش، کوتاه‌تر است. این نورهای طول موج کوتاه، مستعد پراکنش توسط هوا و گازهای موجود در اتمسفر هستند؛ یعنی جذب و در مسیر متفاوتی بازپخش می‌شوند.

در اثر این پدیده که پراکنش ریلی نام دارد، مولکول‌های جو زمین (عمدتا نیتروژن و اکسیژن)، نور آبی و بنفش را به هر سو پراکنده می‌کنند و به آسمان رنگ می‌دهند.

اما اگر هر دو رنگ آبی و بنفش دچار پراکنش می‌شوند؛ چرا آسمان را آبی می‌بینیم و بنفش نه؟

بنابر توضیحات اِد بلومر، اخترشناس رصدخانه سلطنتی گرینویچ در انگلستان: «خورشید نور مساوی در همه رنگ‌ها تولید نمی‌کند و تابش آن، نور آبی بیشتری از بنفش دارد. پس میزان پراکنش نور آبی هم بیشتر است. علاوه بر این، چشم انسان نیز حساسیت یکسانی به همه رنگ‌ها ندارد؛ چشم‌های ما به رنگ بنفش کمتر حساس هستند و نتیجه اینکه رنگ آبی بیشتر به‌نظر ما می‌رسد».

این استعداد نور آبی برای پراکنش، اثرش را در رنگ آسمان موقع طلوع و غروب خورشید هم می‌گذارد. هنگام غروب که در حال دور و دورتر شدن از خورشید هستیم، نور خورشید باید فاصله بیشتری را درون اتمسفر بپیماید تا به چشمان ما برسد. در خلال این پیمایش طولانی، تمام نور آبی پراکنده می‌شود و تنها نورهایی با طول موج بلند (قرمز، نارنجی و زرد) باقی می‌مانند که رنگ غروب را شکل می‌دهند.

البته این فعل و انفعالات فقط درباره زمین و اتمسفر آن صادق است. مثلا اگر در یک سیاره دیگر بودیم، هیچ بعید نبود که آسمان را به رنگ متفاوتی ببینیم؛ بسته به اینکه چه مولکول‌هایی در جو وجود داشتند یا چه طیف نوری از ستاره نزدیک آن، به ما می‌تابید.