ทำไมท้องฟ้าเป็นสีฟ้า?

คุณเคยแหงนมองท้องฟ้าในวันที่อากาศสดใสและคิดว่า 'ว้าว! ท้องฟ้าดูสวยงามและเป็นสีฟ้า'? ยิ่งเราคิดถึงโลกของเราและความมืดของอวกาศมากเท่าไหร่ ท้องฟ้าสีฟ้าที่สวยงามก็ยิ่งกลายเป็นปริศนา ถ้าบรรยากาศของเราโล่งและอวกาศเป็นสีดำแล้วทำไมท้องฟ้าเป็นสีฟ้า? อย่าอายถ้าไม่รู้คำตอบ! ไม่ใช่แค่คำถามสำหรับเด็ก ผู้ใหญ่จำนวนมากก็ไม่รู้คำตอบเช่นกัน

ท้องฟ้าทำมาจากอะไร?

ก่อนจะเข้าใจว่าทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า ต้องทำความเข้าใจก่อนว่า 'ท้องฟ้า' ทำมาจากอะไร โดยพื้นฐานแล้ว ท้องฟ้าเป็นบรรยากาศ เต็มไปด้วยโมเลกุลและอนุภาคต่างๆ จากอวกาศ ปรากฏเป็นเส้นสีฟ้าบาง ๆ เกือบจะเหมือนฟองอากาศรอบโลก ประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ และเศษซากอื่นๆ ที่ติดอยู่ในอากาศ แสงจากดวงอาทิตย์กระทบชั้นบรรยากาศ กลายเป็นท้องฟ้า!

แสงทำงานอย่างไร?

แสงประกอบด้วยพลังงานและมีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ด้วยตาของเรา ความยาวคลื่นแต่ละส่วนประกอบขึ้นเป็นสีที่เราสามารถมองเห็นได้ - แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน และม่วง สีรุ้ง! แสงแต่ละส่วนเดินทางด้วยความยาวคลื่นต่างกันทั้งสั้นและยาว เมื่อความยาวคลื่นเหล่านี้กระทบกับสิ่งกีดขวาง แสงบางส่วนจะถูกดูดกลืน สีที่เราเห็นคืออนุภาคของแสงที่ไม่ดูดซับ

บรรยากาศและแสงทำให้ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า?

พูดง่ายๆ ก็คือ อนุภาคในชั้นบรรยากาศและแสงจากดวงอาทิตย์เป็นสิ่งที่ทำให้ดวงอาทิตย์ดูเป็นสีฟ้า! เหมือนกับเมื่อคุณส่องแสงแสงแดดผ่านปริซึมและเห็นรุ้งกินน้ำ แสงแดดกระทบบรรยากาศและแสงจะกระจัดกระจายและแยกออกจากกัน ในขณะที่ความยาวคลื่นที่ยาวกว่าของแสงยังคงอยู่ที่พื้น ความยาวคลื่นของแสงสีน้ำเงินจะเข้าไปจับกับไนโตรเจนและออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของเรา และทำให้ท้องฟ้ากลายเป็นสีฟ้า

แล้วพระอาทิตย์ตกที่มีสีสันล่ะ?

เราเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าเพราะความยาวคลื่นสีน้ำเงินของแสงกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศได้ง่าย ในระหว่างวัน ความยาวคลื่นเหล่านี้และแสงแดดที่ส่องเข้ามามากขึ้น จะชนกันอย่างต่อเนื่อง ระหว่างแสงสีน้ำเงินที่ชนกันและการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของเราเนื่องจากการหมุนของโลก เราไม่เห็นเพียงแสงสีน้ำเงินอีกต่อไป แต่เราเริ่มเห็นความยาวคลื่นสีแดง สีเหลือง และสีส้มที่ยาวขึ้น!

ใครคิดออกว่าทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า?

John Tyndall เป็นคนแรกที่ตั้งสมมติฐานอย่างถูกต้องว่าเหตุใดท้องฟ้าจึงเป็นสีฟ้า ย้อนกลับไปในปี 1859 เขาค้นพบว่าเมื่อคุณเติมน้ำลงในภาชนะแล้วเติมบางอย่างเช่นสบู่ลงไป แสงที่ปลายข้างหนึ่งจะดูเหมือนสีฟ้า ในขณะที่อีกข้างหนึ่งจะสว่าง จบปรากฏเป็นสีแดง! อนุภาคจากสบู่กระจายแสงทำให้ความยาวคลื่นสีน้ำเงินสั้นปรากฏใกล้แสงมากที่สุดและความยาวคลื่นสีแดงที่ยาวกว่าจะมองเห็นได้ไกลขึ้น เช่นเดียวกับแสงแดด

สิ่งที่เกี่ยวกับน้ำในอากาศ?

เดิมที John Tyndall และ Lord Raleigh ผู้ศึกษาแสงไม่กี่ปีหลังจาก Tyndall คิดว่าหยดน้ำในอากาศเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้ท้องฟ้าดูเป็นสีฟ้า อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ใช่กรณี คิดถึงสายรุ้ง เวลาเราเห็นรุ้งเป็นเพราะแสงแดดส่องทะลุเมฆในวันที่ฝนตก และน้ำในอากาศทั้งหมดทำให้เราเห็นสีทั้งหมด เช่นเดียวกับท้องฟ้า ถ้าหยดน้ำบนท้องฟ้าเป็นสาเหตุของท้องฟ้าสีฟ้า มันก็จะไม่เป็นสีฟ้า! ท้องฟ้าของเรากลับมีสีสันราวกับรุ้งกินน้ำ

เหตุใดจึงไม่ใช่ Sky Violet?

นี่เป็นคำถามที่ค่อนข้างดี! ท้ายที่สุดถ้าเราเห็นสีฟ้าบนท้องฟ้าเพราะความยาวคลื่นสีน้ำเงินนั้นสั้นแล้วทำไมไม่เป็นสีม่วงล่ะ? ความยาวคลื่นสีม่วงสั้นกว่าสีน้ำเงิน! มีสองเหตุผลหลักสำหรับเรื่องนี้ อย่างแรกคือความยาวคลื่นสีม่วงนั้นสั้นพอที่ความยาวคลื่นของแสงจะสูญหายไปจากดวงอาทิตย์มายังโลก อย่างที่สองคือ ดวงตาของเราไม่ได้ถูกสร้างมาให้จับแสงสีม่วงได้ง่ายดายเหมือนที่ตาจะจับสีอื่นในสเปกตรัมสีที่มองเห็นได้!

เรามีพระอาทิตย์ตกที่มีหลายสีได้อย่างไร?

ยิ่งมีเศษขยะในอากาศมาก สีสันที่คุณจะเห็นในพระอาทิตย์ตกก็จะยิ่งมากขึ้น นี้มักจะเป็นเหตุผลคุณอาจเห็นพระอาทิตย์ตกสีแดงเข้มออกไปในถิ่นทุรกันดารห่างไกลจากเมืองใหญ่ อย่างไรก็ตาม ในเมืองใหญ่อย่างลอสแองเจลิส มีขยะจำนวนมากในอากาศจากหมอกควัน อนุภาคเหล่านี้ในอากาศทำให้แสงกระจาย ยิ่งกระจาย ยิ่งเห็นแสง! นอกจากนี้ เนื่องจากแสงสีน้ำเงินได้กระจายตัวไปเอง เราจึงสามารถเพลิดเพลินกับสีอื่นๆ ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น!

ท้องฟ้าของเราจะเป็นอย่างไรถ้าไม่มีสีฟ้า?

ถ้าอยากรู้ว่าท้องฟ้าจะเป็นยังไงถ้าไม่มีท้องฟ้าสีฟ้า ก็แค่ออกไปดูท้องฟ้ายามค่ำคืน นี่คือสิ่งที่ท้องฟ้าของเราดูเหมือนจริงๆ จำไว้ว่าเรามีท้องฟ้าเพราะแสงจากดวงอาทิตย์กระทบชั้นบรรยากาศและกระจายตัว หากปราศจากแสงจากดวงอาทิตย์ เราจะสามารถมองผ่านอนุภาคไนโตรเจนและออกซิเจนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศไปจนถึงความมืดของอวกาศและดวงดาวทุกดวงได้

ท้องฟ้าบนดาวเคราะห์ดวงอื่นมีสีอะไร?

ตอนนี้ เรารู้แค่ว่าท้องฟ้าบนดาวอังคารเป็นสีอะไร เพราะดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่เราถ่ายภาพจากพื้นผิวได้ โดยทั่วไปแล้ว ดาวอังคารก็มีท้องฟ้าสีฟ้าเช่นกัน แม้ว่าจะเป็นสีฟ้าที่สว่างกว่าของเรา เนื่องจากบรรยากาศนั้นบางลงมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อมีพายุพัดฝุ่นขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ ท้องฟ้าก็เป็นสีแดง เพราะฝุ่นของดาวอังคารเป็นสีแดง!