كتب – باسل يوسف:
قد تظن أن تفسير سبب زرقة السماء، أمر بسيط. لكن حتى التفسير الموجز لذلك يتطلب الكثير من العلم، فالألوان التي نراها تنتج بطرق مختلفة. بعض هذه الألوان تفسره الفيزياء، والبعض الآخر تفسره الكيمياء.
يتكون النيتروجين والأكسجين الذي تتنفسه الآن من جسيمات صغيرة جدًا تسمى الجزيئات. جزيء النيتروجين أو الأكسجين صغير جدا. يبلغ حجم كل جزيء حوالي 0.4 نانومتر فقط، أو 16 مليار جزء من البوصة. سيستغرق الأمر 250 ألف جزيء نيتروجين لتساوي عرض خصلة واحدة من شعرك. يمكنك التفكير في الجزيئات على أنها تتصرف مثل كرات صغيرة جدًا ترتد باستمرار.
عندما ينتقل ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي، فإنه يمر بين الكثير من جزيئات النيتروجين والأكسجين الصغيرة. في بعض الأحيان يصطدم الضوء مباشرة بأحدها.
باختصار، تبدو السماء زرقاء لأن الجزء الأزرق من ضوء الشمس من المرجح أن ينعكس عن الجزيئات في الغلاف الجوي أكثر من الألوان الأخرى للضوء.
الآن، تخيل جزيئات النيتروجين والأكسجين على شكل كرات تنس والضوء على شكل أكوام من الكرات الزجاجية.
عندما تصطدم إحدى تلك الكرات الزجاجية الخفيفة بكرة تنس من النيتروجين أو الأكسجين، “تأكل” كرة التنس الكرة الزجاجية ثم تخرجها بسرعة كبيرة مرة أخرى، ولكن في اتجاه عشوائي. هذه العملية هي ما يسميه الفيزيائيون التشتت.
كان ذلك حوالي عام 1870 عندما وجد الفيزيائي البريطاني جون ويليام ستروت، المعروف باسم اللورد رايلي، أول تفسير لسبب كون السماء زرقاء: الضوء الأزرق من الشمس يتشتت أكثر عندما يمر عبر الغلاف الجوي. اكتشافه هو السبب وراء تسمية المصطلح العلمي لهذا التأثير بتشتت رايلي.
يمكن أن تكون الغازات الأخرى في الغلاف الجوي مهمة أيضًا، مثل تأثيرات ثاني أكسيد الكربون أو الميثان على المناخ العالمي. لكن لها تأثير ضئيل جدًا على لون السماء.
إذا لم يكن هناك تشتت، فستكون السماء مظلمة كما هي على القمر، الذي لا يحتوي على غلاف جوي.
يمثل قوس قزح جميع المكونات المختلفة التي تشكل ضوء الشمس. عندما يمر هذا الضوء عبر قطرات الماء المعلقة في الهواء، ينقسم إلى الألوان المكونة التي تسمى الطيف المرئي – الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي.
ينتشر الضوء عند الطرف الأزرق من قوس قزح بكفاءة أكبر من الألوان الأخرى. يبدو الأمر كما لو أن كرات التنس انتقائية للغاية من حيث الكرات الزجاجية التي تأكلها، وتفضل الكرات الزرقاء على الألوان الأخرى.
النتيجة هي أن الضوء الأزرق ينتشر عبر السماء، لذا ترى اللون الأزرق في كل مكان في الأيام المشمسة. أما بقية الألوان فتنتقل بشكل مباشر عبر الغلاف الجوي.
بالطبع، السماء ليست زرقاء دائمًا.
كما يفسر تشتت رايلي أيضًا سبب ميل السماء إلى الاحمرار عندما تكون الشمس قريبة من الأفق – عند شروق الشمس وغروبها.
عندما تكون الشمس قريبة من الأفق، يمر ضوؤها عبر الغلاف الجوي أكثر بكثير للوصول إلى سطح الأرض مقارنة بوضعها فوق الرأس مباشرة. ينتشر الضوء الأزرق والأخضر بشكل جيد لدرجة أنه بالكاد يمكنك رؤيته. السماء ملونة بدلاً من ذلك بالضوء الأحمر والبرتقالي.
دانييل فريدمان، عميد كلية العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات والإدارة، جامعة ويسكونسن-ستاوت
المصدر: The Conversation
اقرأ أيضا:
