Grande pergunta
Por que o céu é azul mas o espaço é preto?
O céu parece azul porque a atmosfera da Terra espalha a luz azul do Sol muito mais do que as outras cores, esticando-a por todo o céu. O espaço parece preto porque quase não tem ar nenhum para espalhar a luz, por isso, tirando as estrelas e outras fontes de luz, não há nada que se ilumine.
Azul espalhado por todo o céu
A luz do Sol parece branca, mas na verdade traz todas as cores do arco-íris, cada uma a viajar como uma onda de comprimento diferente. Quando a luz do Sol entra na atmosfera da Terra, choca com moléculas minúsculas de azoto e de oxigénio, e esse choque faz saltar parte da luz para direções aleatórias, num efeito chamado dispersão. Os comprimentos de onda mais curtos, sobretudo o azul e o violeta, dispersam-se muito mais facilmente nestas moléculas pequenas do que os comprimentos mais longos, como o vermelho e o laranja — um padrão explicado como deve ser pela primeira vez pelo físico Lord Rayleigh, e por isso é muitas vezes chamado dispersão de Rayleigh. Os nossos olhos são mais sensíveis ao azul do que ao violeta, por isso a luz dispersa que nos chega de todas as direções do céu aparece com aquela cor azul familiar, e não violeta.
Sem ar não há dispersão
O espaço é praticamente um vácuo total, ou seja, quase não tem moléculas de gás nenhumas, sobretudo assim que se passa a fina atmosfera da Terra. Sem moléculas onde a luz do Sol possa saltar, não há nada que a espalhe em direções aleatórias como faz a atmosfera terrestre, por isso a luz do Sol viaja simplesmente em linha reta, a não ser que calhe bater em alguma coisa sólida, como um planeta, uma lua ou uma nave espacial. É exatamente por isso que os astronautas, mesmo com o Sol a brilhar com força, veem um céu completamente preto à sua volta assim que estão fora da atmosfera, com apenas o Sol, a Lua, os planetas e as estrelas a aparecerem como pontinhos de luz nítidos contra a escuridão.
Por que os pores do sol ficam vermelhos e cor de laranja
O mesmo efeito de dispersão que torna azul o céu de dia explica também por que os pores e os nasceres do sol brilham muitas vezes de vermelho e cor de laranja. Quando o Sol está baixo, perto do horizonte, a sua luz tem de atravessar um pedaço de atmosfera muito mais comprido e mais grosso para chegar aos teus olhos do que ao meio-dia, quando o Sol está lá em cima. Ao longo desse caminho mais comprido, quase toda a luz azul é dispersa para outras direções antes de conseguir chegar diretamente a ti, deixando sobretudo as cores de comprimento de onda mais longo — vermelhos, laranjas e cor-de-rosa — a seguir a direito até aos teus olhos. É também por isso que o céu pode ficar especialmente em fogo depois de uma erupção vulcânica ou num dia de muito pó, quando há ainda mais partículas minúsculas no ar a dispersar a luz.
Experimenta tu
Junta umas gotas de leite a um copo de água e ilumina-o de lado com uma lanterna, num quarto às escuras. A água leitosa deve parecer ligeiramente azulada vista de lado, mas o feixe da lanterna parece mais alaranjado ou avermelhado quando olhas a direito através dele — tal e qual as cores do céu e do pôr do sol.
Perguntas que as crianças fazem
Por que o céu parece preto visto do espaço em vez de azul?
O céu parece preto visto do espaço porque lá em cima quase não há ar para dispersar a luz do Sol e a espalhar pelo céu como faz a atmosfera da Terra. Sem moléculas de ar onde a luz possa saltar, o espaço mantém-se escuro, tirando as estrelas, os planetas e outras fontes de luz direta.
O que é a dispersão de Rayleigh?
A dispersão de Rayleigh é o efeito pelo qual as moléculas minúsculas de gás da atmosfera espalham muito mais os comprimentos de onda curtos da luz, como o azul, do que os comprimentos longos, como o vermelho. É a razão principal para o céu de dia parecer azul em vez de branco ou incolor.
Por que o céu fica cor de laranja ou vermelho ao pôr do sol?
Ao pôr do sol, a luz atravessa um pedaço de atmosfera muito mais comprido até chegar aos teus olhos, por isso quase toda a luz azul é dispersa pelo caminho antes de chegar. Sobra sobretudo luz vermelha, cor de laranja e cor-de-rosa para te chegar diretamente aos olhos.