Perché il cielo è azzurro anche se lo spazio è nero?

Quante volte vi siete fermati a contemplare la bellezza di un meraviglioso cielo azzurro? Eppure forse non vi siete mai chiesti il perché di questa colorazione nonostante sia cosa risaputa che lo spazio sia di colore nero. Ebbene dietro a questo interrogativo c’è una spiegazione scientifica ben precisa che trova risposte nella luce solare e nella composizione chimica e stratificata dell’atmosfera terrestre. Vediamo dunque insieme perché il cielo è azzurro, con una spiegazione così semplice da essere adatta anche per i bambini.

La luce solare

Il Sole è un corpo che raggiunge temperature elevatissime (si parla di 5700 gradi della scala assoluta di Lord Kelvin) che emette luce sotto forma di onde elettromagnetiche di varie lunghezza d’onda. Di questa ampia gamma di onde elettromagnetiche i nostri occhi possono apprezzarne solo una piccola parte che è sostanzialmente quella che viene chiamata comunemente luce solare (si tratta di lunghezze d’onda che gli occhi percepiscono di colore viola, rosso, blu e giallo).

L’Atmosfera

L’Atmosfera terrestre ha un ruolo importante nel “far diventare il cielo azzurro”. È bene ricordare come l’atmosfera sia un insieme di gas che circondano un corpo celeste (la Terra in questo caso), le cui molecole lo avvolgono costantemente grazie alla forza di gravità esercitata dallo stesso corpo celeste. L’atmosfera terrestre ha una struttura stratificata e così divisa andando dal basso verso l’alto: troposfera, stratosfera, mesosfera, termosfera, ionosfera e esosfera. La differenza tra uno strato e l’altro è rappresentata dall’inversione del cosiddetto gradiente termico verticale. Tralasciando questo aspetto, è importante ricordare che l’atmosfera terrestre è composta per il 78% da Azoto, da quasi il 21% di Ossigeno, dallo 0,9% di Argon e di altri gas in percentuali millesimali come l’Anidride carbonica, il Neon, l’Elio, il Metano e molti altri.

Interazione tra Atmosfera e Luce solare

Se non ci fosse l’atmosfera il cielo sarebbe di colore nero come accade, per esempio, sulla Luna. La luce solare a contatto con i vari componenti dell’atmosfera viene assorbita oppure diffusa (a seconda delle dimensioni fisiche delle diverse radiazioni). Le lunghezze d’onda delle luce solare di dimensioni minori (colore rosso, arancione e giallo) continuano nella loro traiettoria perpendicolare superando l’atmosfera arrivando a noi sotto forma di quelli che comunemente chiamate “raggi solari” mentre la lunghezza d’onda di colore blu, essendo di dimensioni maggiori, interagisce con l’atmosfera venendo diffusa in tutte le direzioni.

Proprio grazie a questa diffusione è possibile vedere un cielo azzurro. Questo fenomeno avviene negli strati più alti dell’atmosfera ed ecco perché questo colore è visibile anche durante un volo in aereo. Da notare, infine, che la luce bianca delle nuvole è tale in quanto la lunghezza d’onda della luce solare rappresentata dal colore bianco incontrando alcuni componenti dell’atmosfera presenti negli strati più bassi dell’atmosfera, viene diffusa e quindi va a “colorare le nuvole”.