Есть ощущение, что небо — это просто «фон», который всегда был. Голубой днём, розово-красный вечером. Но на самом деле это один из самых красивых физических спектаклей, который идёт без перерыва — бесплатно и в 4K.
Начнём с главного: Солнце светит белым светом. А белый — это не «один цвет», а целая радуга, смешанная в один луч. Красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый — все вместе. Когда этот свет летит к нам из космоса, с ним всё просто: вакуум почти ничему не мешает. Но дальше он врезается в атмосферу Земли — и вот тут начинается магия.
Атмосфера — это не пустота. Это гигантский океан из молекул воздуха, пыли и микроскопических частиц. И когда солнечный свет проходит через него, он сталкивается с этими крошечными «шариками». Свет начинает рассеиваться — то есть разлетаться в разные стороны.
И вот тут ключевой момент: разные цвета рассеиваются по-разному. Короткие волны — а это синий и фиолетовый — рассеиваются гораздо сильнее, чем длинные, вроде красного. Представьте, что свет — это толпа бегунов. Маленькие и лёгкие (синие волны) постоянно сбиваются с курса и разлетаются во все стороны. А тяжеловесы (красные) прут почти прямо.
В итоге днём мы видим голубое небо, потому что синий свет рассеялся по всей атмосфере и приходит к нам буквально отовсюду. Мы смотрим в любую точку неба — и видим этот рассеянный синий. Почему не фиолетовый? Потому что наши глаза хуже воспринимают фиолетовый, да и часть его просто поглощается в атмосфере. В сумме получается знакомый мягкий голубой.
А теперь закат.
Когда Солнце низко над горизонтом, его свету приходится пройти через гораздо более толстый слой атмосферы. Это как если бы лучу пришлось бежать марафон вместо короткой дистанции. По дороге почти весь синий и фиолетовый свет успевает рассеяться в стороны и «потеряться». До наших глаз доходят в основном длинные волны — оранжевые и красные.
Поэтому закат горит. Поэтому облака становятся розовыми. Поэтому горизонт будто вспыхивает. Это не потому, что Солнце стало красным. Это потому, что атмосфера отфильтровала почти всё, кроме тёплых оттенков.
Иногда закаты особенно яркие — после дождя или в пыльную погоду. Больше частиц в воздухе — больше рассеяния — насыщеннее цвета. Физика, которая выглядит как живопись.
И самое красивое в этом то, что небо — не объект. У него нет «своего» цвета. Это чистый эффект взаимодействия света и воздуха. Если бы у Земли не было атмосферы, небо было бы чёрным даже днём — как на Луне.
Так что каждый раз, когда вы видите голубой купол над головой или огненный закат, это не просто «красиво». Это свет, который танцует с молекулами воздуха. И мы сидим в первом ряду.