ท้องฟ้าที่ปลอดโปร่งเหนือหอดูดาวหลวงในกรีนิชทำให้มีทิวทัศน์ที่สวยงาม แต่ทำไมท้องฟ้าจึงเป็นสีฟ้า
เป็นความเข้าใจผิดทั่วไปที่ว่าท้องฟ้าเป็นสีฟ้าเพราะสะท้อนสีฟ้าของท้องทะเลและมหาสมุทร
อันที่จริง มันคือชั้นบรรยากาศของโลก และกระบวนการที่เรียกว่า 'การกระเจิง' ที่ทำให้ท้องฟ้าของเราเป็นสีฟ้า
เรียนรู้เพิ่มเติมกับนักดาราศาสตร์ที่ Royal Observatory ใน Greenwich
นี่คือคำตอบสั้นๆ...
เมื่อแสงสีขาวส่องผ่านชั้นบรรยากาศของเรา โมเลกุลของอากาศขนาดเล็กจะทำให้เกิด กระจาย '.
การกระเจิงที่เกิดจากโมเลกุลอากาศเล็กๆ เหล่านี้ (เรียกว่า Rayleigh scattering ) เพิ่มขึ้นเมื่อความยาวคลื่นของแสงลดลง
แสงสีม่วงและสีน้ำเงินมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด และแสงสีแดงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด
ดังนั้น, แสงสีฟ้ากระจัดกระจายมากกว่าแสงสีแดง และท้องฟ้าเป็นสีฟ้าในระหว่างวัน
เมื่อดวงอาทิตย์ตกบนท้องฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตก แสงจะต้องเดินทางต่อไปในชั้นบรรยากาศของโลก
เราไม่เห็นแสงสีน้ำเงินเพราะมันกระจัดกระจายออกไป แต่แสงสีแดงไม่ได้กระจัดกระจายมากนัก - ท้องฟ้าจึงเป็นสีแดง
ตอนนี้อ่านต่อสำหรับคำอธิบายที่ยาวขึ้น...
ดวงอาทิตย์ให้แสงหรือเปล่งแสงสีทั้งหมดที่เราเห็นเป็นสีขาวโดยประมาณ
ดังที่แสดงโดยเซอร์ ไอแซก นิวตันด้วยปริซึมสามเหลี่ยม เมื่อแสงสีขาวผ่านปริซึมจะแยกออกเป็นสีของรุ้ง
การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าแสงสีขาวประกอบด้วยสีทั้งหมดของแสงที่มองเห็นได้ในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณ
สีที่ต่างกันเหล่านี้มีความยาวคลื่นต่างกัน และส่งผลต่อวิธีที่พวกมันทำปฏิกิริยากับสารต่างๆ แสงสีม่วงและสีน้ำเงินมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด และแสงสีแดงมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด
พระจันทร์ขึ้นใหม่
ค้นหาวิดีโอและทรัพยากรทางดาราศาสตร์เพิ่มเติม
ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยโมเลกุลอากาศต่างๆ มากมาย แสงแดดสามารถเปลี่ยนทิศทางโดยโมเลกุลของอากาศและสิ่งนี้เรียกว่า 'การกระเจิง'
ขนาดของโมเลกุลเหล่านี้เล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้มาก ประเภทของการกระเจิงที่เกิดขึ้นเรียกว่า Rayleigh scattering ซึ่งตั้งชื่อตาม Lord Rayleigh (John William Strutt) ผู้ค้นพบ
การกระเจิงประเภทนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อความยาวคลื่นของแสงลดลง ดังนั้นแสงสีน้ำเงินจึงกระจัดกระจายมากกว่าแสงสีแดงโดยโมเลกุลของอากาศขนาดเล็กในชั้นบรรยากาศของเรา
ตอนเที่ยง เมื่อดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะ จะปรากฏเป็นสีขาว เนื่องจากแสงเดินทางในระยะทางที่สั้นกว่าผ่านชั้นบรรยากาศเพื่อมาหาเรา มันกระจัดกระจายน้อยมาก แม้แต่แสงสีน้ำเงิน
ตอนกลางวันท้องฟ้าจะเป็นสีฟ้าเพราะเป็นแสงสีฟ้าที่กระจัดกระจายมากที่สุด มันถูกเปลี่ยนเส้นทางไปยังทิศทางต่างๆ มากมายทั่วท้องฟ้า ในขณะที่ความยาวคลื่นอื่นๆ จะไม่กระจัดกระจายมากนัก
ในความเป็นจริง แสงสีม่วงมีความยาวคลื่นสั้นกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแสงสีน้ำเงิน ดังนั้นจึงกระจัดกระจายมากกว่า ดังนั้นทำไมท้องฟ้าถึงไม่เป็นสีม่วง
เป็นเพราะว่าจริงๆ แล้วดวงตาของเราไวต่อการตรวจจับแสงสีน้ำเงินมากกว่า และแสงแดดที่เข้ามาในชั้นบรรยากาศของโลกก็เป็นสีฟ้ามากกว่าสีม่วง
โมเลกุลของอากาศขนาดเล็กในชั้นบรรยากาศของโลกกระจายแสงแดดในตอนกลางวันเพื่อให้ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า
ในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นหรือพระอาทิตย์ตก ท้องฟ้าจะเปลี่ยนสี
เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ในท้องฟ้าต่ำ แสงจะต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศของโลกเป็นระยะทางไกลขึ้น ดังนั้นเราจึงไม่เห็นแสงสีน้ำเงินเพราะมันกระจัดกระจายออกไป
แต่เรากลับเห็นแสงสีแดงและสีส้มที่พุ่งเข้าหาเรา เนื่องจากแสงนี้ไม่ได้กระจัดกระจายมากนัก ดังนั้นดวงอาทิตย์และท้องฟ้าจึงดูแดงขึ้นในยามรุ่งสางและค่ำ
ดาวเคราะห์ดวงอื่นไม่มีชั้นบรรยากาศเหมือนกับเรา ดังนั้นท้องฟ้าของพวกมันจึงดูแตกต่างออกไป
ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารนั้นบางกว่าโลกมาก - น้อยกว่าร้อยละหนึ่ง ความหนาแน่นของโมเลกุลอากาศต่ำหมายความว่าการกระเจิงของ Rayleigh ที่ทำให้ท้องฟ้าของเราเป็นสีฟ้าบนโลกมีผลกระทบต่อดาวอังคารเพียงเล็กน้อย
เราอาจคาดหวังว่าท้องฟ้าจะมีสีฟ้าจางๆ แต่เนื่องจากหมอกควันของฝุ่นที่ยังคงลอยอยู่ในอากาศ ท้องฟ้าในตอนกลางวันบนดาวอังคารจึงมีสีเหลืองมากขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากอนุภาคฝุ่นขนาดใหญ่ดูดซับแสงสีน้ำเงินความยาวคลื่นสั้น และกระจายสีที่เหลือเพื่อให้เป็นสีบัตเตอร์สก็อตช์บนท้องฟ้าดาวอังคาร
อย่างไรก็ตาม ในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตกบนดาวอังคาร แสงแดดส่องผ่านชั้นบรรยากาศเป็นระยะทางไกลกว่า และเหมือนกันกับความหนาของชั้นบรรยากาศบนโลก ด้วยเหตุนี้ แสงสีน้ำเงินจึงกระจัดกระจายไปในทุกทิศทาง และความยาวคลื่นที่ยาวกว่าจะไม่กระจัดกระจายมากนัก ทำให้เกิดแสงสีน้ำเงินบนท้องฟ้ารอบดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาประมาณรุ่งเช้าและค่ำ
วิญญาณจับภาพพระอาทิตย์ตกบนดาวอังคาร ท้องฟ้าบนดาวอังคารมักปรากฏเป็นสีเหลืองนวลในตอนกลางวันและเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินใกล้กับดวงอาทิตย์ในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก (NASA/JPL/Texas A&M/Cornell)
หากคุณยืนอยู่บนดวงจันทร์ ท้องฟ้าจะไม่มีสีใดๆ ยกเว้นสีดำ
ชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์บางมากจนแทบไม่มีเลย เมื่ออากาศบางเกินไปที่โมเลกุลของก๊าซจะชนกัน เราเรียกมันว่า 'เอกโซสเฟียร์' แทน
เนื่องจากขาดบรรยากาศ แสงแดดจึงไม่กระจัดกระจาย ดังนั้นไม่ว่ากลางวันหรือกลางคืนบนดวงจันทร์ ท้องฟ้าก็กลายเป็นสีดำ
นักบินอวกาศ จอห์น ดับเบิลยู. ยัง ผู้บัญชาการภารกิจลงจอดบนดวงจันทร์ของอพอลโล 16 กระโดดจากพื้นผิวดวงจันทร์ในขณะที่เขาทำความเคารพธงชาติสหรัฐอเมริกาที่จุดลงจอดเดส์การตส์ ระหว่างกิจกรรมนอกยานของอะพอลโล 16 (NASA) ครั้งแรก
ท้องฟ้าของโลกจึงไม่เป็นสีฟ้าเพราะสะท้อนสีของทะเลและมหาสมุทร แต่อะไรที่ทำให้ทะเลเป็นสีฟ้า - มันสะท้อนสีฟ้าของท้องฟ้าหรือเปล่า?
ไม่ใช่ท้องฟ้าที่ทำให้น้ำเปิดเป็นสีฟ้า เป็นอีกครั้งหนึ่งเนื่องจากความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงมีปฏิสัมพันธ์กับสารต่างๆ
โมเลกุลของน้ำสามารถดูดซับความยาวคลื่นที่ยาวกว่าได้ดี ดังนั้นเมื่อแสงแดดกระทบน้ำ สีแดงและสีส้มจะถูกดูดซับ
แสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าจะถูกดูดกลืนน้อยมาก และสะท้อนกลับมาที่ดวงตาของเราส่วนใหญ่ เป็นไปได้ที่จะเห็นเฉดสีเขียวและบางครั้งเป็นสีอื่นๆ ในน้ำ แต่นั่นก็เนื่องมาจากแสงแดดที่สะท้อนอนุภาคหรือตะกอนอื่นๆ ที่อยู่ภายใน
บทความนี้เขียนขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ที่ Royal Observatory, Greenwich
ใครเป็นผู้ค้นพบดาวยูเรนัสดาวเคราะห์?เยี่ยมชมช่างภาพดาราศาสตร์แห่งปีและชมภาพถ่ายอวกาศที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในโลก ดูข้อมูลเพิ่มเติม ค้นหานิทรรศการและกิจกรรมเพิ่มเติม