لماذا نرى السماء زرقاء؟
السماء تبدو زرقاء بسبب تفاعل ضوء الشمس مع الغلاف الجوي للأرض، وهذا التأثير يُعرف بتشتت رايلي (Rayleigh scattering). عندما يخترق ضوء الشمس الغلاف الجوي، تنتشر جزيئات الهواء والغازات ذات الأحجام الصغيرة الضوء في جميع الاتجاهات بشكل مختلف حسب طول موجته.
الضوء الأبيض الذي يصل إلى الأرض يتكون من ألوان متعددة ذات أطوال موجية مختلفة، وأقصر هذه الأطوال هو اللون الأزرق والبنفسجي، بينما الأطوال الأطول تشمل الأحمر والبرتقالي. جزيئات الهواء في الغلاف الجوي تقوم بامتصاص وإعادة نشر هذه الأطوال الموجية، والأزرق هو الأكثر تشتتًا بسبب طوله الموجي القصير.
وبسبب شدة تشتت اللون الأزرق مقارنة بالألوان الأخرى، يملأ هذا التشتت كامل السماء عندما ننظر إليها من الأرض، بينما الألوان الأخرى مثل الأحمر والأصفر لا تنتشر في الغلاف الجوي بنفس القدر. لهذا نرى السماء زرقاء في الأيام الصافية.
كيف يؤثر هذا التشتت على ألوان السماء الأخرى؟
في فترات شروق الشمس أو غروبها، تكون الشمس قريبة من الأفق، ما يجعل الضوء يمر عبر كمية أكبر من الغلاف الجوي. في هذه الحالة، تُشعر الألوان ذات الأطوال الموجية القصيرة (كاللون الأزرق والبنفسجي) بالكثير من التشتت والامتصاص، فتختفي من خط نظرنا إلى الشمس. هذا يترك الألوان ذات الأطوال الموجية الأطول مثل الأحمر، البرتقالي، والذهبي لتغمر السماء، مما يخلق هذه الألوان الدافئة الجميلة.
إذا كانت السماء تبدو أحيانًا أقل زرقة أو تميل إلى الرمادي، يكون ذلك غالبًا بسبب وجود الغيوم أو الجسيمات العالقة في الجو التي تعكس وتنتشر الضوء بطريقة مختلفة، مما يقلل من وضوح اللون الأزرق المتشتت الذي نراه عادة.
لماذا لا نرى السماء بنفس اللون من الفضاء؟
من الفضاء، تكون السماء مظلمة للغاية، لأن هناك غلافًا جويًا أقل لوصوله. الغلاف الجوي هو الذي يقوم بتشتت الضوء الأزرق، وبغيابه، تبدو السماء سوداء تمامًا أو داكنة، كما يشاهد رواد الفضاء. هذه التجربة تؤكد أن لون السماء الأزرق يرتكز بشكل أساسي على تفاعل ضوء الشمس مع الغلاف الجوي الأرضي.
