لماذا لون السماء أزرق.. وهل تختلف من كوكب لآخر؟

هل سألت نفسك هذه الأسئلة من قبل: لماذا لون السماء أزرق اللون؟ وهل اللون الأزرق هو اللون الحقيقي للسماء أم هو فقط مجرد اللون الذي نراه لسمائنا من مكاننا على كوكب الأرض؟ وإن كان الأمر هكذا، فهل يكون لون السماء على الكواكب الأخرى أزرق أيضًا أم غير ذلك؟ تعرّف على إجابات هذه الأسئلة من خلال متابعة السطور التالية.

لماذا لون السماء أزرق؟

يصل ضوء الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض وينتشر في جميع الاتجاهات بواسطة الغازات والجزيئات الموجودة في الهواء. يتشتت الضوء الأزرق أكثر من الألوان الأخرى لأنه ينتقل كموجات أقصر وأصغر. هذا هو السبب في أننا نرى السماء زرقاء في معظم الأوقات.

قد يبدو ضوء الشمس أبيض اللون. لكنه في الحقيقة مكون من كل ألوان قوس قزح. عندما يسطع الضوء الأبيض من خلال منشور، يتم فصل الضوء إلى جميع ألوانه. المنشور عبارة عن بلورة ذات شكل خاص.

مثل المياه التي تمر عبر المحيط، تنتقل الطاقة الضوئية في موجات أيضًا. ينتقل بعض الضوء في موجات قصيرة "متقطعة". ينتقل الضوء الآخر في موجات طويلة وكاملة. موجات الضوء الأزرق أقصر من موجات الضوء الأحمر.

ينتقل كل الضوء في خط مستقيم ما لم يكن هناك شيء ما يعترض طريقه ويقوم بأحد هذه الأشياء: يعكسه مثل المرآة، يثنيه مثل المنشور أو ينثره.

ما هو لون السماء الحقيقي؟

سمائنا أرجوانية في الواقع، يمتلك الضوء الأرجواني طاقة أعلى، ويتشتت أكثر من الأزرق. لكن الإجابة عن سبب رؤيتنا للسماء الزرقاء ليست مسألة فيزيائية. إنها إجابة لعلم وظائف الأعضاء. تحتوي عيون الإنسان على أجزاء تقوم باستشعار الظل ومخاريط حساسة للألوان، تكتشف هذه المخاريط اللون الأحمر والأخضر والأزرق. هذه الألوان هي مجموعة من الألوان الطبيعية الأساسية في الضوء والتي تعمل معًا لإنتاج كل الألوان التي تراها في العالم.

الضوء المنتشر السائد باللون الأزرق والأرجواني لا يؤدي فقط إلى ظهور المخاريط الزرقاء في العين، ولكن أيضًا القليل من المخاريط الحمراء والخضراء. كل هذه تعمل في انسجام وتناثر متوسط ​​بشكل أساسي إلى اللون الأزرق.

سبب ظهور السماء باللون الأحمر عند الغروب؟

يمكن أن يكون غروب الشمس وشروقها من أجمل المناظر الطبيعية، ولكن ما الذي يجعل السماء تتحول إلى ألوان مختلفة خلال هذه الأوقات؟

بداية، نحتاج إلى فهم كيف نرى اللون. ينتقل الضوء من الشمس وعبر الغلاف الجوي في موجات غير مرئية. الضوء الذي يبدو أبيض بالنسبة لنا، يتكون في الواقع من العديد من الألوان المختلفة بأطوال موجية مختلفة. على سبيل المثال، كما سبق الذكر، اللون الأزرق له طول موجي قصير، بينما اللون الأحمر يتكون من أطوال موجية أطول.

عند شروق الشمس وغروبها، تكون الشمس منخفضة جدًا في السماء، مما يعني أن ضوء الشمس الذي نراه ينتقل عبر كمية أكبر بكثير من الغلاف الجوي. نظرًا لأن الضوء الأزرق يتشتت بقوة أكبر بواسطة الغلاف الجوي، فإنه يميل إلى التشتت عدة مرات وينحرف بعيدًا في اتجاهات أخرى قبل أن يصل إلينا. هذا يعني أن هناك المزيد نسبيًا من الضوء الأصفر والأحمر الذي يكون متبقيًا لنا لنراه.

لماذا لون السماء أسود في الليل؟

قد تتساءل: بما أن الكون يضم كمية لا يمكن تصورها من النجوم، فلماذا لم يتم إضافة الضوء الصادر منها جميعًا لجعل سماء الليل مضيئة وساطعة؟ حسنًا، في كون كبير إلى ما لا نهاية، وكون قديم بشكل لانهائي، يمكن أن يحدث هذا، نظرًا لأن الضوء سيكون له وقت غير محدود للوصول إلينا، فحتى الضوء القادم من أبعد النجوم قد ينفث أشعتها عبر كوكبنا، مما يجعل سماء الليل متوهجة.

سبب كون السماء تبدو سوداء في الليل، هو أنه يبدو أن الكون ليس قديمًا إلى الأبد. بدلاً من ذلك، يقدر العلماء أن عمر الكون لا يتجاوز 13.77 مليار سنة. السنة الضوئية هي المسافة التي يمكن للضوء أن يقطعها في عام واحد. منذ الكون البالغ من العمر 13.77 مليار سنة، لا يزال يتعين على الضوء القادم من النجوم التي تبعد 14.77 مليار سنة ضوئية أن يسافر لمليار سنة أخرى قبل أن يصل إلى الأرض. بعبارة أخرى، يمكننا فقط رؤية الضوء من النجوم البعيدة شريطة أن تكون المسافة التي يمكن أن يقطعها الضوء هي 13.77 مليار سنة. لهذا، لم يتح للضوء القادم من النجوم البعيدة الوقت للوصول إلينا، لذلك لا يمكن أن يساهم كل هذا الكم من النجوم في جعل سماء الليل مشرقة.

تفسير آخر هو التحول الأحمر. عندما ينتقل الضوء، يتغير طول موجته، وفي النهاية، يتم تغييره (إزاحته) لدرجة أننا لا نعد قادرين على رؤية الضوء. لا يزال هناك، لكن من المستحيل بالنسبة لنا أن نراه بأعيننا.

بالطبع، يكون ضوء بعض النجوم خافتاً للغاية. ومع ذلك، إذا كان الكون قديمًا بشكل لا نهائي، فإن الضوء المنبعث من كل هذه النجوم الخافتة يجب أن يتراكم ليشكل سماءً واحدةً ساطعةً. وهكذا، فإننا نعلم أن الكون  ليس قديمًا بشكل لا نهائي.

هل يختلف لون السماء من كوكب لآخر؟

يمكن أن تحتوي الأجواء المختلفة للكواكب على مجموعة متنوعة من الغازات. معظم الغلاف الجوي للأرض عبارة عن غاز يسمى النيتروجين الذي لا يتفاعل في الواقع مع أي شيء. هناك أيضًا قدر لا بأس به من الأكسجين، وهو ما نحتاجه للتنفس. هناك أيضًا نوعان من الغازات المهمة الأخرى تسمى الأرجون وثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى كميات ضئيلة من الكثير من الغازات الأخرى. مزيج الغازات هذا هو ما يعطي الغلاف الجوي للكوكب لونه.

يتكون الغلاف الجوي للأرض من غازات تميل إلى ارتداد الضوء الأزرق في جميع الاتجاهات، المعروفة باسم "التشتت"، ولكنها تسمح بمرور معظم الألوان الأخرى للضوء. هذا الضوء المتناثر هو ما يعطي الغلاف الجوي للأرض لونه الأزرق.

هل للكواكب الأخرى أغلفة جوية زرقاء؟ البعض منهم بالتأكيد لديه هذا اللون.

مثلاً، الغلاف الجوي لعملاقين جليديين في نظامنا الشمسي، نبتون وأورانوس، كلاهما لديه ظلال جميلة من اللون الأزرق. ومع ذلك، فإن اللون الأزرق لهذه الأجواء مختلف عن أجوائنا. إنه ناتج عن كميات هائلة من غاز يسمى غاز الميثان يدور حوله. بينما الغلاف الجوي لأورانوس أكثر خضرة قليلاً من الغلاف الجوي لنبتون.

كوكب المشتري وزحل لهما غلافان جويان مختلفان تمامًا. هناك بلورات الجليد المصنوعة من مادة كيميائية تسمى الأمونيا في الغلاف الجوي العلوي لكوكب زحل تجعل غلافه الجوي باللون الأصفر الشاحب. يحتوي الغلاف الجوي لأورانوس أيضًا على بعض الأمونيا، مما يجعل الكوكب أكثر خضرة قليلاً من اللون الأزرق الغامق الذي نراه على كوكب نبتون.

يحتوي الغلاف الجوي لكوكب المشتري على شرائط بنية وبرتقالية مميزة، وذلك بفضل الغازات التي قد تحتوي على عنصري الفوسفور والكبريت، وربما حتى مواد كيميائية أكثر تعقيدًا تسمى الهيدروكربونات.