Quand on regarde le ciel depuis la terre, il est bleu. Et le soleil est jaune. Cependant, un astronaute voit un soleil blanc dans un univers noir. Notre météorologue vous explique comment cela fonctionne.
Si nous regardons le ciel depuis la terre, il est bleu. Et le soleil est jaune. Cependant, un astronaute voit un soleil blanc dans un univers noir. Comment se fait-il que notre ciel soit bleu alors ?
Ni les cieux ni l'univers ne rayonnent de lumière. La seule source lumineuse importante pour nous est le soleil. Le soleil émet une lumière blanche. Par conséquent, un astronaute voit un soleil blanc. Mais la lumière blanche est composée de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Nous pouvons observer cela en faisant briller une lumière blanche à travers un prisme ou bien sûr à travers un arc-en-ciel lui-même.
Lorsque la lumière blanche du soleil pénètre dans l'atmosphère terrestre, elle réagit immédiatement avec les molécules de gaz. La lumière est diffusée par les molécules d'air. Cela peut être comparé à la diffusion de la lumière dans le brouillard. Il semble que la lumière ne provienne pas seulement de la source lumineuse, mais aussi des gouttelettes d'eau dans la brume.
La quantité exacte de lumière diffusée dépend de la longueur d'onde, et donc de la couleur de la lumière. La diffusion est décrite avec cette formule par le lauréat britannique du prix Nobel Lord Rayleigh :
La chose importante à propos de cette formule pour cet article est que la quantité de diffusion de Rayleigh est inversement proportionnelle à la longueur d'onde (λ) à la puissance 4. La longueur d'onde de la lumière bleue est environ deux fois plus courte que celle de la lumière rouge. Et donc la diffusion de la lumière bleue est environ 24=16 fois supérieure à celle de la lumière rouge.
La lumière bleue est donc mieux diffusée, les lumières verte et jaune moins bien et la lumière rouge traverse presque directement l'atmosphère. Le résultat est que le ciel devient bleu. En raison de la diffusion, la lumière blanche a perdu un peu de sa couleur. Le résultat est que le soleil devient jaune.
Il n'y a pas d'air dans l'univers. La lumière n'est donc pas diffusée et le ciel est noir avec un soleil blanc.
À l'aube et au crépuscule, la lumière doit parcourir une distance remarquablement plus longue à travers l'atmosphère avant de nous atteindre. En conséquence, la lumière bleue est presque complètement diffusée et une partie de la lumière jaune est désormais également diffusée. Il ne reste plus que des tons orange et rouge.
Juste après une éruption volcanique majeure, alors que les particules de suie et de poussière flottent encore dans l'atmosphère, la lumière est encore plus dispersée. Surtout alors, on observe les couchers de soleil les plus rouges et, de l'avis de beaucoup, les plus beaux.
