Bambini ed adulti si chiedono perché il cielo è blu e come mai il cielo si tinga proprio delle tonalità di questo colore. Alla base del colore del cielo vi sono dei fenomeni fisici che sono stati studiati e descritti dagli scienziati e che nelle prossime sezioni cercheremo di capire insieme.
Perché il cielo è blu?
Per capire perché il cielo è blu bisogna partire dalla descrizione della luce del sole. La luce visibile proveniente dal sole è di colore bianco ed è costituita dalla sovrapposizione di varie onde elettromagnetiche, ciascuna delle quali presenta una differente lunghezza d’onda.
Quando i raggi del sole raggiungono l’atmosfera del nostro pianeta avviene un’interazione tra le onde elettromagnetiche ed i gas dell’atmosfera. L’atmosfera della Terra è costituita per il 21% da ossigeno e per il 78% da azoto e sono proprio le molecole di questi gas a svolgere un ruolo centrale nella rifrazione dei raggi solari.
Onde elettromagnetiche con lunghezze d’onda differenti interagiscono in maniera diversa con i gas della nostra atmosfera ed è proprio questa interazione a determinare il colore del cielo. Le onde elettromagnetiche con lunghezza maggiore – quelle del colore rosso, ad esempio – non interagiscono con l’atmosfera, ma passano oltre e quindi non contribuiscono alla determinazione del colore del cielo.
Le onde elettromagnetiche più corte sono invece quelle che interagiscono con i gas atmosferici: in seguito allo scontro con le particelle di gas si ha la deviazione dell’onda elettromagnetica, che viene riflessa in maniera uniforme in tutte le direzioni dello spazio. E’ così che il cielo appare blu in qualunque direzione si guardi.
Sono le polveri in sospensione nell’atmosfera a determinare il fenomeno della diffusione. All’inizio gli scienziati credevano che il colore del cielo fosse determinato dallo scontro tra i raggi solari e le molecole, invece nel 1911 Einstein riuscì a dimostrare che questo ruolo è svolto dalle polveri in sospensione.
Perché di notte il cielo è buio?
Un’altra domanda che ci si pone di frequente è perché di notte il cielo è buio. La prima intuizione della spiegazione del colore del cielo di notte venne allo scrittore Edgar Allan Poe, che fu uno dei primi a mettere in discussione l’eternità del nostro universo.
Lo scrittore non fu ovviamente in grado di avvalorare la sua intuizione con una spiegazione scientifica, ma spinse vari scienziati ad effettuare delle ricerche per verificare se questa intuizione fosse o meno attendibile.
La spiegazione scientifica fu proposta da Edwin Hubble, il quale riuscì a dimostrare scientificamente che il nostro universo è in espansione e che dunque non può essere considerato infinito, proprio perché secondo dopo secondo continua ad espandersi.
Hubble fu in grado di dare una risposta al paradosso di Olbers, nel quale ci si chiedeva come fosse possibile avere un cielo notturno buio nonostante l’infinità delle stelle. Hubble spiegò che le onde elettromagnetiche delle stelle più lontane hanno una lunghezza d’onda che rientra nell’infrarosso e che dunque non possiamo apprezzare direttamente perché non fanno parte del range di lunghezze d’onda percepibili con i nostri occhi.
Perché al tramonto il cielo è rosso?
L’ultima domanda a cui rispondere per concludere le curiosità sul colore del cielo è perché al tramonto il cielo è rosso. Il colore è determinato sempre dai raggi del sole e dalla distanza che devono percorrere quando interagiscono con la nostra atmosfera.
Al tramonto – lo stesso vale anche per l’alba – il tragitto che i raggi solari devono percorrere è maggiore e ciò fa disperdere parte delle onde con la lunghezza dell’azzurro. E’ questo il motivo per cui percepiamo il cielo all’alba ed al tramonto con tonalità più o meno intense del rosso.
L’intensità del colore dipende da dove ci troviamo quando osserviamo il cielo, infatti sulla percezione dell’intensità influisce molto la prospettiva. Ciò dimostra ancora una volta che il colore del cielo è determinato dalla rifrazione e dalla diffusione dei raggi del sole e che la percezione che abbiamo di questo stesso colore dipende anche dalle condizioni dell’osservatore.
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