¿Por qué el cielo es azul?

El cielo es azul. ¿O es transparente? ¿Acaso es invisible? Vayamos por partes: el aire es transparente, si no lo fuera no podríamos ver a través de él. Invisibles son las moléculas de los gases que componen el aire, puesto que son indistinguibles al ojo humano. Pero efectivamente al alzar la vista percibimos claramente el color azul en el cielo. ¿Por qué tiene color si el aire es transparente? ¿Y por qué azul?

¿Cómo vemos?

La luz que emite el sol incide sobre la superficie de un objeto -una naranja por ejemplo- y es reflejada. Vemos la naranja porque percibimos la luz que ha incidido sobre ella. La luz blanca del sol es una mezcla de todos los colores pero la superficie de la naranja refleja solo luz de una determinada longitud de onda. La longitud de onda es la distancia entre dos crestas consecutivas, a continuación puedes ver las del color rojo, verde y azul aumentadas un millón de veces.

En el caso de la naranja, la longitud de onda de la luz reflejada es de unos 600 nanómetros (0,0006 milímetros), que corresponde al naranja, lógicamente. El resto de las longitudes de onda son absorbidas por la naranja y transformadas en calor.

Los objetos son de un determinado color en función de la longitud de onda reflejada. Los objetos no tienen color por sí mismos, en realidad el color no es otra cosa que la forma que tiene nuestro cerebro de visualizar ondas electromagnéticas de distinta longitud de onda.

El espectro visible

Nuestros ojos detectan una parte de la radiación emitida por el sol: el espectro visible. Las ondas electromagnéticas de longitud de onda superior (infrarrojos) e inferior (ultravioleta) no las percibimos sencillamente porque no interaccionan con los receptores de nuestros ojos. Las abejas sí son sensibles a los ultravioleta, lo que les permite identificar las flores con mayor facilidad. Algunas serpientes pueden ver la radiación infrarroja, detectando el calor corporal de sus presas.

La dispersión de Rayleigh

La luz solar interacciona con las moléculas de aire al atravesar la atmósfera y se dispersa, desviándose de su trayectoria. Sin embargo, no todos los colores se dispersan por igual: cuanto menor es la longitud de una onda, más se dispersa ésta. El rojo se dispersa menos y es más fácil que llegue a la superficie sin sufrir demasiadas desviaciones. El azul, en cambio, se dispersa con mayor facilidad -casi 10 veces más- y su trayectoria se ve más afectada.

La famosa banda británica Pink Floyd se sirvió de este particular efecto para la portada de su octavo álbum de estudio, Dark Side of the Moon. En ella se muestra como los distintos colores de un haz de luz blanco se separan al atravesar un prisma.

El azul cielo

El color azul es más propenso a desviarse de su trayectoria, por lo que al mirar a un punto del cielo alejado del sol vemos predominar este color. En cambio, si miramos un punto cercano al sol, vemos menos cantidad de azul porque éste ha sido desviado con facilidad, mientras que el color rojo es capaz de mantener una trayectoria más rectilínea y llegar a nuestro ojo sin sufrir desviaciones.

Como puedes ver en la imagen, la luz tiene que atravesar muchísima más cantidad de aire cuando el sol está bajo. Como consecuencia, el número de interacciones aumenta considerablemente. El azul se dispersa mucho y para cuando la luz llega al nuestros ojos, gran parte se ha dispersado en otra dirección. El rojo, en cambio, sufre menos desviaciones en su trayectoria y por eso el sol y el cielo cercano a él se ven enrojecidos.