La Atmósfera de la Tierra
El cielo en realidad no es un techo azul sólido sobre nosotros. Lo que llamamos el “cielo” es en realidad la atmósfera de la Tierra, una manta de gases que rodea nuestro planeta. La atmósfera está formada principalmente por nitrógeno y oxígeno, junto con pequeñas cantidades de otros gases. También contiene miles de millones de pequeñas partículas como polvo, gotitas de agua y polen flotando. Estas moléculas de gas y partículas son tan pequeñas que no podemos verlas, pero juegan un papel enorme en hacer que el cielo se vea azul.
Cómo se Dispersa la Luz
Cuando la luz solar entra en la atmósfera de la Tierra, choca con las moléculas de gas y las pequeñas partículas que flotan en el aire. Cuando la luz golpea estas moléculas, rebota en diferentes direcciones. Los científicos llaman a este proceso “dispersión”. No todos los colores de luz se dispersan de la misma manera. La cantidad de dispersión depende del tamaño de la longitud de onda, con longitudes de onda más cortas dispersándose mucho más que las más largas.
La Dispersión de Rayleigh
La explicación científica de por qué el cielo es azul se llama dispersión de Rayleigh, llamada así por el científico británico Lord Rayleigh que la descifró en la década de 1870. Rayleigh descubrió que las moléculas de gas dispersan la luz de longitud de onda corta, como la azul y la violeta, mucho más que la luz de longitud de onda larga, como la roja y la naranja. De hecho, la luz azul se dispersa unas diez veces más que la luz roja. Aunque la luz violeta tiene una longitud de onda aún más corta que la azul, nuestros ojos son más sensibles a la luz azul, por lo que el cielo parece azul en lugar de violeta. Algo de luz violeta también es absorbida por la atmósfera superior antes de llegar a nuestros ojos.
Amaneceres y Atardeceres
Si el cielo es azul durante el día, ¿por qué se vuelve naranja, rosa y rojo al amanecer y al atardecer? La respuesta tiene que ver con qué tan lejos tiene que viajar la luz solar a través de la atmósfera. Cuando el sol está cerca del horizonte, su luz debe pasar por una capa de aire mucho más gruesa para llegar a tus ojos. Durante este viaje más largo, casi toda la luz azul se dispersa en otras direcciones. La luz roja y naranja, que tiene longitudes de onda más largas y se dispersa menos, es la que logra llegar a tus ojos. Por eso los atardeceres y amaneceres están llenos de colores cálidos y ardientes.
Por Qué las Nubes Son Blancas
Es posible que te preguntes por qué las nubes son blancas si el cielo a su alrededor es azul. Las nubes están hechas de gotitas de agua y cristales de hielo que son mucho más grandes que las moléculas de gas en la atmósfera. Cuando la luz golpea estas partículas más grandes, todos los colores de luz se dispersan igualmente en todas las direcciones. Los científicos llaman a esto dispersión de Mie. Dado que todos los colores se dispersan en la misma cantidad y se vuelven a mezclar, las nubes parecen blancas. Cuando las nubes se vuelven muy espesas y densas, pasa menos luz a través de ellas, razón por la cual las nubes de tormenta se ven grises o oscuras.
El Cielo en Otros Planetas
El color del cielo depende de qué gases y partículas hay en la atmósfera de un planeta. Marte tiene una atmósfera delgada llena de pequeñas partículas de polvo ricas en hierro. Estas partículas de polvo dispersan la luz roja y naranja, dando a Marte un cielo color caramelo o rosado durante el día. Durante los atardeceres marcianos, el cielo en realidad se vuelve azul, lo cual es lo opuesto a lo que ocurre en la Tierra. En la Luna, no hay atmósfera en absoluto, por lo que el cielo es siempre completamente negro, incluso durante el día cuando el sol brilla.
Experimentando con la Luz
Puedes ver cómo funciona la dispersión con un experimento sencillo en casa. Llena un vaso transparente con agua y agrega unas gotas de leche. Luego, ilumina el vaso con una linterna. El agua lechosa se verá ligeramente azul desde el lado porque las pequeñas partículas de leche dispersan la luz azul, igual que lo hace la atmósfera. Si miras la luz que sale por el otro lado del vaso, parecerá rojiza o anaranjada, como un atardecer. Este experimento muestra la misma ciencia básica que pinta nuestro cielo de azul cada día.
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