Pode pensar que explicar porque é que o céu é azul é simples. Mas mesmo uma breve explicação requer muita ciência. As cores de tudo o que vê são produzidas de diferentes formas. Algumas dessas cores são explicadas pela física, outras pelo meu próprio domínio da química.
Um processo complexo
O azoto e o oxigénio que está a respirar neste momento são constituídos por partículas muito pequenas chamadas moléculas. Uma molécula de azoto ou de oxigénio é muito, muito pequena. Cada molécula tem apenas cerca de 0,4 nanómetros. Seriam necessárias 250 mil moléculas de azoto para igualar a largura de um fio do seu cabelo. Pode pensar que as moléculas se comportam como bolas muito pequenas que saltam constantemente.
Quando a luz solar viaja através da atmosfera, passa entre muitas dessas pequenas moléculas de azoto e oxigénio. Por vezes, a luz vai diretamente contra uma delas.
Resumindo, o céu parece azul porque a porção azul da luz solar tem muito mais probabilidades de fazer ricochete nas moléculas da atmosfera do que as outras cores de luz.
Agora, imagine as moléculas de azoto e oxigénio como bolas de ténis e a luz como montes de berlindes.
Quando um desses berlindes de luz atinge uma bola de ténis de azoto ou de oxigénio, a bola de ténis “come” o berlinde e depois, muito rapidamente, volta a largá-lo, mas numa direção aleatória. É a este processo que os físicos chamam dispersão.
Uma descoberta que ocorreu em 1870
Foi por volta de 1870 que o físico britânico John William Strutt, mais conhecido por Lord Rayleigh, encontrou pela primeira vez uma explicação para o facto de o céu ser azul. A luz azul do Sol é mais dispersa quando atravessa a atmosfera. A sua descoberta é a razão pela qual o termo científico para este efeito se chama dispersão de Rayleigh.
Os outros gases da atmosfera também podem ser muito importantes, como os efeitos do dióxido de carbono ou do metano no clima global. Mas têm apenas um efeito muito pequeno na cor do céu.
Se não houvesse dispersão, o céu seria escuro como na Lua, que não tem atmosfera.
Entretanto um arco-íris representa todos os diferentes componentes que compõem a luz solar. Quando essa luz passa pelas gotículas de água suspensas no ar, é dividida nas cores que compõem o espetro visível – vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta.
A luz na extremidade azul do arco-íris é dispersa de forma mais eficiente do que as outras cores. É como se as bolas de ténis fossem muito selectivas em relação aos berlindes que comem e preferissem os azuis às outras cores.
O resultado é que a luz azul se espalha pelo céu e, por isso, vê-se azul em todo o lado nos dias de sol. As restantes cores viajam principalmente através da atmosfera.
É claro que o céu não é sempre azul
E a dispersão de Rayleigh também explica porque a razão para o céu ser avermelhado quando o Sol está perto do horizonte – ao nascer e ao pôr do sol.
Quando o Sol está perto do horizonte, a sua luz atravessa muito mais a atmosfera para chegar à superfície da Terra do que quando está diretamente por cima. A luz azul e verde é tão bem dispersa que quase não a consegue ver. Em vez disso, o céu surge colorido com luz vermelha e laranja.
