¿Qué hace que el cielo sea azul?
Los cielos despejados sobre el Observatorio Real de Greenwich ofrecen una vista fantástica, pero ¿por qué el cielo es azul?
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Es un error común pensar que el cielo es azul porque refleja el azul de los mares y océanos.
De hecho, es la atmósfera de la Tierra, y un proceso conocido como 'dispersión', lo que hace que nuestros cielos sean azules.
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¿Porque el cielo es azul?
Aquí está la respuesta corta ...
A medida que la luz blanca atraviesa nuestra atmósfera, pequeñas moléculas de aire hacen que ' dispersión ’.
La dispersión causada por estas diminutas moléculas de aire (conocidas como la dispersión de Rayleigh ) aumenta a medida que disminuye la longitud de onda de la luz.
La luz violeta y azul tiene las longitudes de onda más cortas y la luz roja tiene la más larga.
Por lo tanto, la luz azul se dispersa más que la luz roja y el cielo parece azul durante el día.
Cuando el Sol está bajo en el cielo durante el amanecer y el atardecer, la luz tiene que viajar más a través de la atmósfera de la Tierra.
No vemos la luz azul porque se dispersa, pero la luz roja no se dispersa mucho, por lo que el cielo parece rojo.
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El sol emite o emite todos los colores de la luz visible que vemos como aproximadamente blanca.
Como demostró Sir Isaac Newton con un prisma triangular, cuando la luz blanca pasa a través del prisma, se separa en los colores del arco iris.
Este experimento demuestra que la luz blanca se compone de todos los colores de la luz visible en aproximadamente las mismas cantidades.
Estos diferentes colores tienen diferentes longitudes de onda, y esto afecta la forma en que interactúan con diferentes sustancias. La luz violeta y azul tiene las longitudes de onda más cortas y la luz roja tiene la más larga.
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¿Cómo se dispersa la luz?
La atmósfera de la Tierra está compuesta por muchas moléculas de aire diferentes. La luz solar puede ser redirigida por las moléculas de aire y esto se conoce como 'dispersión'.
El tamaño de estas moléculas es mucho menor que las longitudes de onda de la luz visible. El tipo de dispersión que se produce se conoce como dispersión de Rayleigh, que lleva el nombre de Lord Rayleigh (John William Strutt), quien la descubrió.
Este tipo de dispersión aumenta a medida que disminuye la longitud de onda de la luz, por lo que la luz azul se dispersa más que la luz roja por las diminutas moléculas de aire de nuestra atmósfera.
El cielo durante el dia
Al mediodía, cuando el sol está en lo alto, aparece blanco. Esto se debe a que la luz viaja una distancia más corta a través de la atmósfera para llegar a nosotros; se dispersa muy poco, incluso la luz azul.
Durante el día, el cielo se ve azul porque es la luz azul la que más se dispersa. Se redirige en muchas direcciones diferentes por todo el cielo, mientras que las otras longitudes de onda no están tan dispersas.
En realidad, la luz violeta tiene una longitud de onda más corta en comparación con la luz azul y, por lo tanto, se dispersa más, entonces, ¿por qué no es violeta el cielo?
Esto se debe a que nuestros ojos son en realidad más sensibles a la detección de la luz azul, y la mayor parte de la luz solar que entra en la atmósfera de la Tierra es azul en lugar de violeta.
Pequeñas moléculas de aire en la atmósfera de la Tierra dispersan la luz solar durante el día para darnos un cielo de color azul.
¿Por qué el cielo se ve rojo durante el amanecer y el atardecer?
Durante el amanecer o el atardecer, el cielo parece cambiar de color.
Cuando el Sol está bajo en el cielo, la luz tiene que viajar una distancia más larga a través de la atmósfera de la Tierra para que no veamos la luz azul porque se dispersa.
En cambio, vemos la luz roja y naranja que viaja hacia nosotros ya que esta luz no se ha dispersado mucho. De ahí que el sol y los cielos se vean más rojos al amanecer y al anochecer.
Cielos en otros planetas
Otros planetas no tienen una atmósfera exactamente como la nuestra, por lo que sus cielos se verían diferentes.
La atmósfera de Marte es mucho más delgada que la de la Tierra, menos del uno por ciento. La baja densidad de las moléculas de aire significa que la dispersión de Rayleigh que hace que nuestros cielos sean azules en la Tierra tiene un efecto muy pequeño en Marte.
Podríamos esperar que tuviera un cielo de color azul muy tenue, pero debido a la neblina de polvo que permanece suspendido en el aire, el cielo diurno de Marte parece más amarillo. Esto se debe a que las partículas de polvo más grandes absorben la luz azul de longitud de onda corta y dispersan los colores restantes para dar un tono caramelo sobre el cielo marciano.
Sin embargo, durante el amanecer y el atardecer en Marte, la luz del sol viaja una distancia más larga a través de su atmósfera y es similar al grosor de la atmósfera de la Tierra. Como tal, la luz azul se dispersa en todas direcciones y las longitudes de onda de luz más largas no se dispersan mucho, lo que proporciona un brillo azul al cielo alrededor del Sol en las horas cercanas al amanecer y al anochecer.
Spirit captura una puesta de sol en Marte. El cielo marciano suele tener un color amarillo caramelo durante el día y se vuelve más azul cerca del Sol durante el amanecer y el atardecer (NASA / JPL / Texas A & M / Cornell)
Si estuvieras parado en la Luna, el cielo no parecería tener ningún color excepto el negro.
La atmósfera de la Luna es tan fina que prácticamente no la tiene. Cuando el aire es demasiado delgado para que las moléculas de gas choquen entre sí, lo llamamos 'exosfera'.
Debido a la falta de atmósfera, la luz del sol no se dispersa, por lo que, ya sea de día o de noche en la Luna, el cielo parece negro.
El astronauta John W. Young, comandante de la misión de aterrizaje lunar del Apolo 16, salta desde la superficie lunar mientras saluda a la bandera de los Estados Unidos en el lugar de aterrizaje de Descartes durante la primera actividad extravehicular del Apolo 16 (NASA)
¿Por qué el océano es azul?
Entonces, el cielo de la Tierra no es azul debido a que refleja el color de los mares y océanos. Pero, ¿qué hace que el mar sea azul? ¿Refleja el azul del cielo?
No es el cielo lo que hace que las aguas abiertas parezcan azules. Una vez más, se debe a la forma en que las diferentes longitudes de onda de la luz interactúan con diferentes sustancias.
Las moléculas de agua son buenas para absorber longitudes de onda de luz más largas, por lo que cuando la luz del sol golpea el agua, los rojos y naranjas se absorben.
La luz azul de longitud de onda más corta se absorbe muy poco y gran parte de ella se refleja en nuestros ojos. Es posible ver tonos de verde y, a veces, otros colores en el agua, pero eso se debe a que la luz solar rebota en otras partículas o sedimentos dentro de ella.
Este artículo ha sido escrito por un astrónomo del Real Observatorio de Greenwich.
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