Se podría pensar que explicar por qué el cielo es azul sería algo bastante sencillo, pero incluso una explicación breve requiere mucha ciencia. Los colores de todo lo que vemos se producen de diferentes maneras. Algunos de esos colores se explican con la física, otros con mi propio campo de la química.
El nitrógeno y el oxígeno que respiramos ahora mismo están compuestos de partículas muy pequeñas llamadas moléculas. Una molécula de nitrógeno o de oxígeno es muy, muy pequeña. Cada molécula mide sólo unos 0,4 nanómetros, o 16 milmillonésimas de pulgada. Se necesitarían 250.000 moléculas de nitrógeno para igualar el ancho de una hebra de nuestro cabello. Podemos pensar en las moléculas como si se comportaran como pelotas diminutas que rebotan constantemente.
¿Por qué el cielo es azul?
Cuando la luz del sol viaja a través de la atmósfera, pasa entre muchas de esas diminutas moléculas de nitrógeno y oxígeno. A veces, la luz choca directamente con una de ellas.
En resumen, el cielo se ve azul porque es mucho más probable que la porción azul de la luz solar rebote en las moléculas de la atmósfera que los otros colores de la luz.
Ahora, imaginemos las moléculas de nitrógeno y oxígeno como pelotas de tenis y la luz como montones de canicas.
Cuando una de esas canicas livianas golpea una pelota de tenis de nitrógeno u oxígeno, la pelota de tenis “se come” la canica y luego la vuelve a escupir muy rápidamente, pero en una dirección aleatoria. Ese proceso es lo que los físicos llaman dispersión.
Fue alrededor de 1870 cuando el físico británico John William Strutt, más conocido como Lord Rayleigh, encontró por primera vez una explicación de por qué el cielo es azul: la luz azul del Sol se dispersa más cuando pasa a través de la atmósfera. Su descubrimiento es la razón por la que el término científico para este efecto se llama dispersión de Rayleigh.
Los demás gases de la atmósfera también pueden ser muy importantes, como el dióxido de carbono o el metano, que tienen efectos sobre el clima global , pero su efecto sobre el color del cielo es muy pequeño.
Si no hubiera dispersión, el cielo sería oscuro como en la Luna, que no tiene atmósfera.
Un arcoíris representa todos los diferentes componentes que forman la luz solar. A medida que la luz pasa a través de las gotas de agua suspendidas en el aire , se descompone en los colores que la componen, llamados espectro visible: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta, más fácil de recordar como ROY G. BIV .
La luz del extremo azul del arcoíris se dispersa con mayor eficiencia que la de los otros colores. Es como si las pelotas de tenis fueran muy selectivas en cuanto a las canicas que comen y prefirieran las azules a las de los otros colores.
El resultado es que la luz azul se dispersa por el cielo, de modo que en los días soleados se ve azul por todas partes. El resto de los colores se propagan principalmente en línea recta a través de la atmósfera.
Más rojo cuando el sol se pone y sale
Por supuesto, el cielo no siempre es azul.
Y la dispersión de Rayleigh también explica por qué el cielo tiende a ser rojizo cuando el Sol está cerca del horizonte, al amanecer y al atardecer.
Cuando el Sol está cerca del horizonte, su luz atraviesa una mayor parte de la atmósfera para llegar a la superficie de la Tierra que cuando está directamente sobre ella. La luz azul y verde se dispersa tan bien que apenas se puede ver. El cielo, en cambio, está coloreado con luz roja y naranja.
Los colores significan mucho para nosotros de muchas maneras diferentes. Comprender la ciencia detrás de los colores y expresarnos a través del arte con colores ha sido importante para los humanos durante toda nuestra historia registrada. Eso es algo que debes tener en cuenta al decidir qué color de camisa usar mañana por la mañana.
*Daniel Freedman, decano de la Facultad de Ciencias, Tecnología, Ingeniería, Matemáticas y Gestión de la Universidad de Wisconsin-Stout
