قد تعتقد أن تفسير سبب كون السماء زرقاء أمر بسيط، لكنه في الواقع يتطلب الكثير من العلوم لفهمه، الألوان التي نراها تنتج بطرق مختلفة بعضها يتم تفسيره بواسطة الفيزياء، وبعضها الآخر بواسطة الكيمياء.

الهواء الذي نتنفسه يتكون من جزيئات صغيرة جدا، مثل جزيئات النيتروجين والأكسجين، يبلغ حجم كل جزيء حوالي 0.4 نانومتر، أي ما يعادل 16 جزءا من البليون من البوصة، لتوضيح مدى صغر حجمها، ستحتاج إلى 250,000 جزيء نيتروجين لتساوي عرض شعرة واحدة من شعرك.

الضوء والجزيئات: التفاعل المذهل

عندما يمر ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي، يمر بين هذه الجزيئات الدقيقة جدا، وفي بعض الأحيان، يصطدم الضوء مباشرةً بجزيء نيتروجين أو أكسجين.

السبب في ظهور السماء باللون الأزرق يعود إلى أن الجزء الأزرق من ضوء الشمس يتناثر بشكل أكبر عند اصطدامه بالجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي مقارنةً بالألوان الأخرى.

تفسير بسيط: كرات التنس والرخام

يمكنك تصور جزيئات النيتروجين والأكسجين ككرات تنس، وضوء الشمس ككرات من الرخام. عندما تصطدم إحدى كرات الرخام بجزيء نيتروجين أو أكسجين، فإن الجزيء "يبتلع" الكرة بسرعة ثم "يبصقها" مرة أخرى في اتجاه عشوائي، هذه العملية تُعرف في الفيزياء باسم "التشتت".

في عام 1870، اكتشف الفيزيائي البريطاني جون ويليام ستروت، المعروف بلقب اللورد رايلي، سبب ظهور السماء زرقاء، اكتشف أن الضوء الأزرق يتناثر أكثر من غيره عند مروره عبر الغلاف الجوي، ولهذا السبب يُطلق على هذه الظاهرة اسم "تشتت رايلي".

تأثير الغازات الأخرى

على الرغم من أن الغازات الأخرى مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان لها تأثير كبير على المناخ العالمي، إلا أن تأثيرها على لون السماء ضئيل جدًا، وإذا لم تكن هناك عملية التشتت، لكان لون السماء أسود كما هو الحال على القمر الذي يفتقر إلى الغلاف الجوي.

لماذا تكون السماء زرقاء؟

يتكون ضوء الشمس من ألوان متعددة تُعرف بالطيف المرئي، وهي: الأحمر، البرتقالي، الأصفر، الأخضر، الأزرق، النيلي، والبنفسجي. عندما يمر هذا الضوء عبر جزيئات الهواء، يتناثر الضوء الأزرق بشكل أكبر لأنه يتم امتصاصه وإعادة انبعاثه في جميع الاتجاهات، هذا ما يجعل السماء تبدو زرقاء في الأيام المشمسة.

السماء الحمراء عند الشروق والغروب

لكن السماء ليست دائما زرقاء، عند شروق الشمس أو غروبها، يميل لون السماء إلى الأحمر والبرتقالي، السبب في ذلك أن الشمس تكون قريبة من الأفق، مما يجعل ضوءها يمر عبر طبقة أكبر من الغلاف الجوي، خلال هذه الرحلة الطويلة، يتناثر الضوء الأزرق والأخضر بشكل كبير لدرجة أنه يختفي تقريبا تاركا الألوان الحمراء والبرتقالية التي تملأ السماء.

أهمية الألوان للبشرية

الألوان ليست مجرد ظاهرة فيزيائية، فهي تحمل معاني متعددة بالنسبة لنا، فهم العلم وراء الألوان والتعبير عن أنفسنا من خلال الفن واستخدام الألوان كان دائما جزءا مهما من تاريخنا البشري، لذا ربما عليك التفكير في ذلك عندما تختار لون قميصك صباح الغد!