L’une des questions éternelles que l’on a longtemps pensé sans réponse est de savoir ce qui fait que le ciel semble bleu. La science moderne et la compréhension des ondes lumineuses ont fourni une réponse, bien que de nombreuses fausses réponses soient encore populaires. Ce qui fait que le ciel semble bleu est le résultat de la diffusion électromagnétique, utilisant la lumière du soleil et les particules de l’atmosphère terrestre.
Pour comprendre ce qui fait que le ciel semble bleu, vous devez comprendre comment fonctionnent les ondes lumineuses. Une onde lumineuse est un champ d’énergie vibrant qui se déplace par vagues. La distance d’une onde à l’autre s’appelle la longueur d’onde et détermine la couleur de la lumière. La lumière du soleil contient toutes les couleurs différentes ; tout se mélange pour former une lumière blanche qui se déplace en ligne droite jusqu’à ce qu’elle heurte quoi que ce soit. Selon l’objet sur lequel elle se heurte, la lumière peut être divisée en différentes longueurs d’ondes lumineuses. Les ondes lumineuses les plus courtes correspondent aux couleurs bleu et violet, qui ont également l’énergie la plus contenue et la fréquence la plus élevée.
Lorsqu’une onde lumineuse frappe une particule de gaz, comme celles qui composent l’atmosphère entourant la Terre, la particule peut absorber une partie de l’énergie de l’onde. Quelle que soit l’énergie absorbée par la particule, elle rayonne ou se réfléchit. Parce qu’elles ont la fréquence la plus élevée, les ondes lumineuses bleues sont beaucoup plus souvent absorbées que leurs compagnons plus lents et moins énergétiques.
La diffusion Rayleigh, un processus nommé d’après le scientifique anglais qui l’a découvert, décrit ce qui fait que le ciel semble bleu. En raison des textures microscopiques à la surface des particules de l’atmosphère, la lumière bleue absorbée ne se limite pas à rayonner ou à se refléter dans une direction, elle jaillit dans toutes sortes de directions. Lorsque vous regardez le ciel, vous voyez la lumière dispersée qui rebondit tout autour de l’atmosphère.
La diffusion Rayleigh décrit également pourquoi le ciel semble s’éclaircir en couleur vers l’horizon. Parce que vous regardez le ciel beaucoup plus loin, les ondes lumineuses traversent plus d’air pour vous atteindre. Plus vous regardez loin, moins la diffusion est concentrée, provoquant des nuances de bleu plus claires près du bord de l’horizon.
Si vous vous demandez pourquoi, au lever ou au coucher du soleil, le ciel devient rouge et orange, c’est aussi un processus de diffusion. Lorsque le soleil est près de l’horizon, il doit traverser beaucoup plus d’atmosphère. Comme c’est le cas, les ondes lumineuses plus longues qui traversent des couches plus minces de l’atmosphère sont les seules ondes à ne pas être complètement diffusées par la diffusion. Les ondes lumineuses plus longues composent les couleurs orange et rouge, c’est donc la lumière qui devient visible au lever et au coucher du soleil.
De fausses explications populaires suggèrent que le ciel est bleu parce que la lumière se reflète sur les océans bleus. En fait, cela fonctionne dans l’autre sens. Ce qui fait que l’océan semble bleu est la même chose qui fait que le ciel semble bleu. L’océan reflète la couleur du ciel, donc si le ciel est diffusé en lumière bleue, les particules dans l’océan recevront et diffuseront principalement de la lumière bleue.