Mnogi od nas su se barem jednom zapitali zašto je nebo plavo. Iako deluje kao jednostavno pitanje, odgovor na njega zapravo zahteva mnogo dublje razumevanje fizičkih zakona. Fenomen plavog neba nije samo rezultat svetlosti koja se reflektuje od okeana ili drugih prirodnih elemenata, već je proizvod specifičnih naučnih procesa koji se dešavaju u atmosferi.
Sunčeva svetlost, koju često percipiramo kao belu, zapravo se sastoji od različitih boja koje čine „vidljivi spektar“ svetlosti. Ovaj spektar uključuje crvenu, narandžastu, žutu, zelenu, plavu, indigo i ljubičastu svetlost, a sve te boje imaju različite talasne dužine. Plava svetlost ima manju talasnu dužinu i veću energiju od drugih boja, što je ključni faktor za razumevanje zašto je nebo upravo tog specifičnog tona.
Kada sunčeva svetlost ulazi u Zemljinu atmosferu, ona se sudara sa sitnim molekulama gasova kao što su azot i kiseonik, koji čine većinu naše atmosfere. Molekule tih gasova su izuzetno male, sa prečnikom od samo nekoliko nanometara, što znači da su sposobne da interaguju sa svetlom na vrlo specifičan način. Ovaj proces, poznat kao „raspršenje svetlosti“, izaziva da svetlosne talase promene pravac.
Međutim, plavi deo svetlosti ima tendenciju da se rasprši mnogo efikasnije od crvene ili narandžaste, jer manja talasna dužina znači da se svetlost češće „odbijaju“ i raspršuju u sve pravce. Ovaj efekat, nazvan „Raileigh raspršenje“ u čast britanskog fizičara Lorda Raileigha koji je otkrio ovu pojavu 1870. godine, je ključni razlog zašto je nebo plavo.
Zašto onda nebo nije uvek plavo? Razlog leži u tom što, kada je sunce blizu horizonta, svetlost mora proći kroz mnogo deblji sloj atmosfere nego kada je sunce direktno iznad nas. Tokom ovog puta, plavo svetlo se rasprši mnogo brže i u velikoj meri nestaje iz našeg vidokruga, ostavljajući duže talase svetlosti poput crvene, narandžaste i zlatne, koje stvaraju tople nijanse pri zalasku i izlasku sunca.
Uprkos tome što je plavo svetlo raspršeno tokom većeg dela dana, na horizontu se svetlost prostire kroz puno više molekula, pa su boje poput crvene i narandžaste dominantne kada posmatramo sunčev izlazak ili zalazak. To znači da fenomeni kao što su zalazak sunca i duge pružaju najbolje primere kako svetlost različitih talasnih dužina kreira spektakularne boje na nebu.
Iako su mnogi fizikalni efekti u atmosferi povezani sa pitanjima kao što su klimatske promene ili globalno zagrevanje, Raileigh raspršenje je specifičan proces koji se direktno odnosi na svakodnevni doživljaj neba. Naša sposobnost da prepoznamo i razumemo boje, kao i da ih koristimo u umetnosti i nauci, jedan je od najvažnijih načina na koje se svetlost povezuje sa našim životima.
Ova saznanja ne samo da unapređuju naše razumevanje svetlosti i atmosfere, već nas podsećaju na to koliko je nauka prisutna u svakodnevnim iskustvima, čak i u jednostavnom pogledu na plavo nebo.