سؤال يطرحه كل طفل تقريبًا، ويتهرب منه كثير من الكبار: لماذا السماء زرقاء؟ الهواء نفسه بلا لون، وضوء الشمس يبدو أبيض. ومع ذلك، نرفع رؤوسنا فنرى الأزرق في كل مكان.
ضوء الشمس ليس أبيض كما يبدو
ضوء الشمس خليط من كل ألوان قوس قزح: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والبنفسجي. ويختلف كل لون في «طول الموجة»؛ الأحمر موجته طويلة، والأزرق والبنفسجي موجتهما قصيرة.
التشتت: سر اللون الأزرق
عندما يدخل ضوء الشمس الغلاف الجوي، يصطدم بجزيئات الهواء الصغيرة جدًا، مثل النيتروجين والأكسجين. هذه الجزيئات تشتت الضوء في كل الاتجاهات، لكنها تشتت الألوان ذات الموجات القصيرة أكثر بكثير من الألوان ذات الموجات الطويلة.
تُعرف هذه الظاهرة باسم «تشتت رايلي». فالضوء الأزرق يتشتت في السماء كلها، ويصل إلى عينيك من كل اتجاه، فتبدو السماء زرقاء أينما نظرت.
لماذا ليست بنفسجية؟
الضوء البنفسجي يتشتت أكثر من الأزرق، فلماذا لا نرى سماء بنفسجية؟ لعدة أسباب: الشمس تبعث ضوءًا بنفسجيًا أقل من الأزرق، وجزء منه يمتصه الغلاف الجوي العلوي، كما أن عين الإنسان أقل حساسية للبنفسجي بكثير من الأزرق. والنتيجة أن أدمغتنا ترى المزيج «أزرق سماويًا».
لماذا يحمر الغروب؟
وقت الغروب والشروق، تكون الشمس قريبة من الأفق، فيقطع ضوؤها مسافة أطول بكثير داخل الغلاف الجوي قبل أن يصل إليك. خلال هذه الرحلة الطويلة، يتشتت معظم الضوء الأزرق بعيدًا، ولا يبقى في الطريق المباشر إلا الألوان ذات الموجات الطويلة: الأحمر والبرتقالي والأصفر.
ولهذا يكون الغروب أكثر احمرارًا أحيانًا عندما يحتوي الهواء على غبار أو دخان أو رطوبة.
سماء المريخ: العكس تمامًا
على المريخ، تحدث المفاجأة. السماء في النهار تميل إلى اللون البني المصفر، بسبب الغبار الناعم المعلق في جوه الرقيق. أما الغروب هناك فيميل إلى الزرقة، لأن حبيبات الغبار تمرر الضوء الأزرق في اتجاه الشمس أكثر من غيره. وقد التقطت مركبة «كيوريوسيتي» التابعة لناسا صورًا شهيرة لهذا الغروب الأزرق.
هكذا، لون السماء ليس صفة ثابتة، بل نتيجة لقاء بين الضوء والهواء. وعلى كوكبنا، هذا اللقاء يرسم لنا الأزرق كل صباح والأحمر كل مساء.
