I cieli della Terra sono viola, noi li vediamo solo come blu

Credit: Pixelbay user LalalaB. (CC0 Public Domain)

Perché il cielo è blu? È una domanda comune posta dai bambini, e la semplice risposta è che la luce blu è diffusa dalla nostra atmosfera più della luce rossa, da cui il cielo blu. Questo è fondamentalmente vero, ma allora perché non vediamo un cielo viola?

Il cielo blu che osserviamo dipende da due fattori: come la luce del sole interagisce con l’atmosfera terrestre e come i nostri occhi percepiscono quella luce.

Quando la luce interagisce con la nostra atmosfera può disperdersi, in modo simile a come una palla da biliardo può scontrarsi con un’altra, facendole andare in direzioni diverse. La principale forma di dispersione atmosferica è conosciuta come dispersione di Rayleigh. Se si immagina che i fotoni rimbalzino sulle molecole d’aria, questa è un’approssimazione approssimativa. Ma i fotoni e le molecole d’aria non sono palle da biliardo, quindi ci sono delle differenze. Una di queste è che la quantità di dispersione dipende dalla lunghezza d’onda (o colore) della luce. Più corta è la lunghezza d’onda, più la luce si disperde. Poiché l’arcobaleno di colori che va dal rosso al violetto corrisponde a lunghezze d’onda della luce che vanno dal lungo al corto, le lunghezze d’onda blu più corte sono più disperse. Così il nostro cielo appare blu a causa di tutta la luce blu diffusa. Questo è anche il motivo per cui i tramonti possono apparire rossi. La luce blu viene dispersa, lasciando un tramonto dall’aspetto rossastro.

Ma se è così, perché il cielo non è viola? Certo, la luce blu è diffusa più del rosso o del verde, ma la luce viola ha una lunghezza d’onda ancora più corta, quindi il viola dovrebbe essere diffuso più del blu. Il cielo non dovrebbe apparire viola, o almeno un blu-violetto? Si scopre che il nostro cielo è viola, ma appare blu a causa del modo in cui funzionano i nostri occhi.

occhio umano. Credit: Wikipedia

Non vediamo le singole lunghezze d’onda. Invece, la retina dei nostri occhi ha tre tipi di cellule sensibili al colore, note come coni. Un tipo è più sensibile alle lunghezze d’onda rosse, mentre gli altri due sono più sensibili alle lunghezze d’onda verdi e blu. Quando guardiamo qualcosa e la luce colpisce la nostra retina, la forza del segnale da ogni tipo di cono permette al nostro cervello di determinare i colori che vediamo. Questi colori corrispondono approssimativamente alle lunghezze d’onda reali che vediamo, ma ci sono sottili differenze. Mentre ogni tipo di cono ha il suo picco di sensibilità al rosso, verde o blu, essi rilevano anche la luce di altri colori. La luce con lunghezze d’onda “blu” stimola maggiormente i coni blu, ma stimola anche il rosso e il verde solo un po’. Se fosse davvero la luce blu ad essere maggiormente diffusa, allora vedremmo il cielo di un blu leggermente verdastro.

Non vediamo la tonalità verdastra, tuttavia, a causa della luce viola del cielo. Il viola è diffuso soprattutto dall’atmosfera terrestre, ma i coni blu dei nostri occhi non sono così sensibili ad esso. Mentre i nostri coni rossi non sono bravi a vedere la luce blu o viola, sono un po’ più sensibili al viola rispetto ai coni verdi. Se solo le lunghezze d’onda viola fossero disperse, allora vedremmo la luce viola con una sfumatura rossastra. Ma quando si combinano la luce blu e viola del cielo, la sfumatura verdastra del blu e la sfumatura rossastra del viola sono più o meno le stesse e si annullano. Quindi quello che vediamo è un cielo azzurro pallido.

Per quanto riguarda le lunghezze d’onda, il cielo della Terra è davvero un viola bluastro. Ma a causa dei nostri occhi lo vediamo come blu pallido.

Guarda il mio sito web.