El cielo debería ser violeta
Seguramente habrás leído en alguna oportunidad por qué el cielo de nuestro planeta es de color azul en días soleados, por qué se tiñe de anaranjado en el alba u ocaso; te hablaron de la dispersión, y como la luz blanca se descompone en un abanico de colores. Pero tal vez no te advirtieron que en realidad, el cielo debería ser violeta.
Para poder percibir el cielo de un color en particular se debe analizar: la composición de la luz solar, la estructura de la atmósfera terrestre, y la sensibilidad del ojo humano; los tres factores en simultáneo le dan color al cielo. Desde el punto de vista físico, la luz es una onda electromagnética, la óptica es la rama de la física que estudia precisamente el comportamiento de la radiación electromagnética, sus características y manifestaciones.
Hablemos primero de la composición de la luz solar. Nuestra estrella emite radiación electromagnética en un intervalo espectral que va desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, el 99 % de esa radiación se encuentra entre las longitudes de onda más largas. Sólo una pequeña parte de la radiación es visible al ojo humano, ese intervalo se denomina “luz visible” y abarca el rango desde los 390 a los 780 nm. El resto del espectro electromagnético: rayos gamma, rayos X, microondas, ondas de radio, radiación ultravioleta e infrarroja, no es captado por nuestros ojos.
Por otro lado, tengamos presente la teoría del color desarrollada inicialmente por Isaac Newton, mediante un experimento simple: en un cuarto oscuro dejó pasar un delgado haz de luz blanca a través de un pequeño orificio en su ventana, luego interceptó la luz con un prisma triangular con caras no paralelas, y observó que ésta se descomponía en los colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil, y violeta. Esto explica que la luz blanca en realidad es el resultado de sumar todos los colores que componen el arcoíris.
La luz del Sol es de color blanca, viaja por el espacio hasta llegar a nuestra atmósfera terrestre, allí interactúa con millones de moléculas de los gases que conforman nuestra capa protectora, en mayor proporción nitrógeno (78 %) y oxígeno (21 %). Además, partículas de polvo, agua, ceniza, y diferentes contaminantes presentes en la atmósfera, son los elementos que desvían la radiación solar ligeramente de su trayectoria original, una especie de micro-choques hace zigzaguear la luz del Sol entre las partículas, a este fenómeno se lo conoce como “dispersión”. Esta interacción se debe a la relación que hay entre el tamaño de las partículas atmosféricas y la longitud de onda asociada a cada color.
La dispersión es mayor cuanto más pequeña es la longitud de onda, por eso los rayos de color azul y violeta se ven más afectados que los otros colores. Si comparamos entre estos dos colores, la luz violeta es más difundida que la azul por ser esta la longitud de onda más corta, (ver figuras), el cielo entonces debería ser violeta, pero no lo es.
Azul o violeta
Por lo analizado anteriormente (sobre la composición de la luz solar, y la atmósfera terrestre), el color del cielo debería ser violeta, pero no lo es porque: la luz solar contiene más luz azul (480 a 460 nm), que violeta (430 a 390 nm). Por otro lado el ojo humano, que es en definitiva el que capta las imágenes, (luego interpretadas por el cerebro), es más sensible a la luz azul que a la violeta.
No vemos el encantador panorama de un cielo violeta a causa de la sensibilidad espectral de nuestros ojos. La eficiencia máxima de la visión normal durante el día es de aproximadamente 550 nm (amarillo), las longitudes de onda azules se registran con un 8% de la eficiencia del amarillo, y las violetas con menos del 1%, (ver gráfico B. de la figura). Nuestra visión es mucho menos sensible al violeta, y por tanto registra un tono azul dominante. Los ojos humanos poseen unos conos únicamente sensibles a tres colores: rojo, verde y azul. El resto de los colores se obtienen a partir de la combinación de estos tres. Como nuestra vista es más sensible al color azul que al violeta, éste es el color que observamos al contemplar el cielo.
Aunque la longitud de onda dispersada en nuestro cielo es la misma para todo el mundo, los distintos seres vivos la captan de diferente manera; es decir, el cielo presenta un color u otro en función de su observador. Por ejemplo las abejas ven la luz ultravioleta, distinguen también el verde y el azul, pero son ciegas al rojo, por lo tanto, con solo esos tres colores crean una imagen de color completo.