Mira hacia arriba en un día de sol. El cielo es azul. Las personas de hace diez mil años también lo sabían. Pero hay algo extraño: durante casi toda la historia, nadie podía explicar por qué. Incluso personas muy inteligentes dieron una respuesta equivocada.
En este artículo vamos a hacer algunas preguntas simples sobre los colores que nos rodean. ¿Por qué el cielo es azul? ¿Por qué no es morado? ¿Por qué la puesta de sol es roja? ¿Por qué las nubes son blancas? ¿Y de qué color es el cielo en otros mundos? Las respuestas son fáciles de entender, y algunas son una verdadera sorpresa.
Primero, un secreto de la luz del sol
La luz del sol nos parece blanca o amarilla. Pero no es un solo color. Es una mezcla de muchos colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta. El violeta es un color morado oscuro.
El científico inglés Isaac Newton lo demostró en los años 1660. Estaba en una habitación oscura. Dejó entrar una línea fina de luz por un agujero pequeño. Después puso un prisma delante de la luz. Un prisma es una pieza de cristal con tres lados. La luz blanca entró en el cristal, y por el otro lado salió una línea de colores. En la pared parecía un arcoíris.
Tú también puedes ver este secreto. Un arcoíris en el cielo funciona de la misma manera. Pero esta vez, los «prismas» son millones de gotas de lluvia muy pequeñas.
La luz viaja como una ola en el mar. Algunos colores tienen ondas largas, y otros tienen ondas cortas. La luz roja tiene las ondas más largas. La luz azul y la luz violeta tienen las ondas más cortas. Recuerda esto. Es la clave de todo el artículo.
¿Por qué el cielo es azul?
El aire que nos rodea no está vacío. Está lleno de cosas muy, muy pequeñas que se llaman moléculas. La mayoría son moléculas de dos gases: el nitrógeno y el oxígeno. No las podemos ver.
Cuando la luz del sol llega a la Tierra, choca con estas moléculas. Las moléculas envían una parte de la luz en todas las direcciones: hacia arriba, hacia abajo, a la izquierda y a la derecha. Los científicos llaman a esto dispersión.
Ahora viene la parte importante. Las moléculas no dispersan todos los colores de la misma manera. Dispersan las ondas cortas mucho más que las ondas largas. La luz azul tiene ondas cortas, así que el aire dispersa mucha luz azul. La luz roja tiene ondas largas, así que casi toda pasa directamente por el aire.
El aire dispersa la luz azul unas cinco veces más que la luz roja.
Por eso la luz azul va a todas partes del cielo. Llega a tus ojos desde todas las direcciones. Cuando miras hacia arriba, ves luz azul que viene de todo el cielo. Por esa razón todo el cielo parece azul.
El científico británico lord Rayleigh lo explicó en 1871. Hoy los científicos todavía lo llaman «dispersión de Rayleigh».
Pero aquí hay una buena pregunta. La luz violeta tiene ondas todavía más cortas que la luz azul. Entonces el aire dispersa la luz violeta todavía más que la azul. ¿Por qué el cielo no es violeta?
Hay tres razones.
- El Sol nos envía menos luz violeta que luz azul.
- Una parte de la luz violeta se queda muy alto en el cielo. No baja hasta nosotros.
- Nuestros ojos no ven muy bien el violeta. Ven mucho mejor el azul.
Así que hay un poco de violeta en el cielo, pero nuestros ojos mezclan todo, y vemos azul claro. El color del cielo no depende solo del aire. También depende de nuestros ojos.
¿Por qué las puestas de sol son rojas y naranjas?
A mediodía, el Sol está muy alto. Su luz baja por el aire en una línea corta. Pero por la tarde, el Sol está bajo. Su luz llega desde un lado. Ahora tiene que viajar por mucho más aire, muchas veces más que a mediodía.
En este viaje largo, el aire dispersa casi toda la luz azul. La luz azul va en otras direcciones y nunca llega a tus ojos. ¿Qué queda? Las ondas largas: el rojo, el naranja y el amarillo. Por eso el Sol y el cielo cerca de él se ven rojos y naranjas.
El polvo y el humo pueden hacer las puestas de sol todavía más rojas. En 1883, un volcán llamado Krakatoa, en Indonesia, hizo erupción con una gran explosión. Envió una nube enorme de polvo muy alto en el cielo. Durante muchos meses, personas de todo el mundo vieron puestas de sol muy rojas y bonitas.
¿Por qué las nubes son blancas?
Las nubes están hechas de gotas de agua muy pequeñas o de trocitos de hielo. Estas gotas son pequeñas, pero son mucho más grandes que las moléculas del aire.
Las cosas grandes dispersan la luz de otra manera. No eligen el azul. Dispersan todos los colores por igual: el rojo, el verde, el azul y todos los demás. ¿Y qué obtienes cuando mezclas todos los colores? ¡El blanco! Por eso las nubes son blancas.
Pero algunas nubes son de color gris oscuro. ¿Por qué? Una nube grande de lluvia es muy gruesa. Puede tener varios kilómetros de altura. La luz entra por la parte de arriba, pero muy poca luz sale por la parte de abajo. Por eso, cuando estás debajo de la nube, se ve gris o incluso negra. Es la misma agua blanca, pero en la sombra.
¿Por qué el mar es azul?
Mucha gente piensa que el mar es azul porque refleja el cielo azul, como un espejo. Esto es verdad solo en parte. En un día gris, el mar muchas veces también parece gris.
Pero hay otra razón, y es una sorpresa. El agua tiene un color azul muy claro. El agua toma, o absorbe, un poco de luz roja. En un vaso de agua no puedes ver esto. No hay suficiente agua. Pero en el mar, la luz viaja por muchos metros de agua. El agua absorbe cada vez más luz roja. La luz azul se queda. Por eso el agua profunda y limpia se ve azul, incluso bajo un cielo gris.
Los buceadores lo saben muy bien. A diez metros bajo el mar, las cosas rojas ya no parecen rojas. Parecen marrones u oscuras. La luz roja no puede bajar tan profundo.
¿De qué color es el cielo en otros mundos?
Nuestro cielo azul viene de nuestro aire. ¿Qué pasa entonces en un lugar sin aire? La respuesta es la Luna. La Luna casi no tiene aire. Así que no hay nada que disperse la luz del sol. En la Luna, el cielo es negro, ¡incluso en pleno día! Los astronautas de las misiones Apolo caminaron por la Luna entre 1969 y 1972. Vieron un Sol brillante en un cielo negro.
El planeta Marte es todavía más extraño. Marte tiene un aire muy fino y mucho polvo rojo. Este polvo vuela muy alto en el cielo. Durante el día, el polvo hace que el cielo de Marte parezca marrón amarillento, del color del caramelo. Pero en la puesta de sol, el cielo cerca del Sol se vuelve azul. Los robots de la NASA en Marte han hecho fotos de estas puestas de sol azules. Así que en Marte todo es al revés que en la Tierra: el cielo de día no es azul, pero la puesta de sol sí.
Preguntas pequeñas, grandes ideas
«¿Por qué el cielo es azul?» parece una pregunta para niños pequeños. Pero para responderla, tenemos que entender la luz del sol, las ondas, el aire, nuestros ojos e incluso otros planetas. Un cielo azul, una puesta de sol roja, una nube blanca y un mar azul vienen de una idea simple: la luz encuentra algo en su camino, y algunos colores se van mientras otros se quedan.
La próxima vez que mires el cielo, intenta recordar esto. El azul que ves arriba es luz del sol que ha chocado con miles de millones de moléculas muy pequeñas. Y aquí tienes una última pregunta para pensar: si pudieras elegir, ¿bajo qué color de cielo te gustaría vivir?
