السماء هو السطح الذي نراه عند النظر لأعلى من على سطح الأرض، والتي يخيل إلينا أنها كسقف يمكن لمسه، ولكنها في الحقيقة لا يوجد بها ما يمكن لمسه، ولكن يوجد بها الأجرام السماوية من قمر ونجوم وشمس وكواكب وما إلى ذلك مما نستطيع رؤيته أو لا نستطيع رؤيته .

الشمس
الشمس هي نجم كروي يصدر ضوء أبيض، فهي مصدر الضوء على سطح كوكب الأرض، فإذا كانت الشمس تنتج هذا الضوء الأبيض، إذا لماذا نرى السماء في وقت ظهور الشمس زرقاء اللون ؟

كلنا نعلم أن الضوء الأبيض يتكون من سبع ألوان، وهي ما نطلق عليهم ألوان الطيف السبعة والتي نراها في قوس قزح وقت المطر، وهم ( الأحمر والأزرق والبرتقالي والأخضر والأصفر والنيلي والبنفسجي ) .

ما الأسباب العلمية التي تجعل السماء زرقاء
1- الاعتقاد السائد بأن الشمس زرقاء اللون هو اعتقاد خاطئ، وإنما هي شفافة لا لون لها، وإننا في الحقيقة نراها بعدة ألوان وليس الأزرق فقط، فعند الغروب مثلا نراها مائلة إلى اللون الأحمر والبرتقالي، وفي الليل نراها باللون الأسود القاتم، فكل لون من الألوان التي ذكرناها يملك موجة خاصة به تميزه دون غيره .

2- وأشعة الشمس التي تخرج من الشمس في الأوقات المختلفة على مدار اليوم، وهي كما ذكرنا بيضاء اللون، وبما أن اللون الأبيض به السبع ألوان الذين ذكرناهم، فإن هذه الألوان تعمل على اختراق الغلاف الجوي، وتستطيع جميعا النفاذ إلا الضوء الأزرق، وهذا بسبب أنه أقصر ألوان الطيف من حيث الطول، كما أن هذه الألوان تنكسر أثناء مقابلتها للأشياء العديدة في طريقها كذرات الغبار .

3- إن اللون الأزرق يعد أقصر ألوان الطيف، لذا فإنه يتبعثر في الهواء بسهولة، فيسبب تلون السماء باللون الأزرق، وكذلك يؤدي إلى تلون الكرة الأرضية كلها باللون الأورق، إذا ما قمنا بالنظر إليها من الفضاء الخارجي، وكذلك البحار والمحيطات التي تعكس لون السماء الأزرق في النهار فتظهر هي الأخرى باللون الأزرق، في حين أن المياه شفافة لا لون لها كذلك .

4- إن التبعثر الذي يحدث للون الأزرق في السماء له اسم يميزه يطلق عليه تبعثر ( رايلي )، وهو يعني التبعثر الانتقائي الذي يبعثر الجسميات التي لا تشكل أكثر من عُشر طول الموجات الضوئية، وتبعثر رايلي هذا يعتمد بشكل كبير على طول موجات الضوء، فكلما كانت طول الموجة الضوئية قصيرة، كان التبعثر شديد .

5- إن النتروجين والأكسجين الموجود في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، يقوم ببعثرة الموجات الضوئية القصيرة كاللون الأزرق والبنفسجي، بدرجة أكبر من بعثرة الموجات الطويلة كاللون الأحمر واللون الأصفر، فمثلا نجد طول موجات اللون البنفسجي 400 نانو متر، بينما الضوء الأحمر طول موجاته 700 نانو متر .

6- إن الغلاف الجوي يستطيع بعثرة اللون البنفسجي أكثر من اللون من اللون الأزرق الذي يبلغ طول موجاته 450 نانو متر، ولكننا نرى اللون الأزرق في السماء وليس البنفسجي، وهذا بسبب أن أعيننا تكون حساسة لرؤية الضوء الأزرق أكثر، ولأن الضوء البنفسجي يتم امتصاصه في طبقات الجو العليا أسرع .

7- تختلف درجة اللون الأزرق الذي نراه في السماء أثناء النهار، ما بين الفاتح والغامق، وهذا يكون بسبب ذرات الغبار الموجودة في الجو، فإذا كانت كمية الغبار صغيرة كما في الأيام الصافية نجد لون السماء أزرق فاتح، وإذا ما كانت ذرات الغبار كثيرة كما في أيام الحصاد، فإننا نرى لون السماء أكثر قتامة .

8- أما اللون الأحمر فإنه يعد أطوال الألوان من حيث طول موجاته، ولهذا فإنه صعب التبعثر، لذا فإننا نرى السماء باللون الأحمر وقت الغروب عندما تكون كل الأشعة الزرقاء قد تبعثرت واختفت، ولم يتبقى إلى اللون الأحمر أطول الألوان، لذا نجد السماء قد تلونت به وقت الغروب .

9- وأما اللون الأسود الذي نراه أثناء الليل يغلف السماء، ويظهر لنا بوضوح القمر والنجوم، فهذا يحدث بسبب أن الغلاف الجوي الذي به بعض المادة السوداء والتي تكون قد تعرضت للضوء، تعمل على امتصاص كل الألوان الأخرى وعكسهما جميعا في نفس الوقت .

10- وإذا كانت الأرض مثل كالقمر مثلا، دون وجود غلاف جوي يحيط بها، فإن السماء ستكون في ذلك الوقت سوداء تماما ليلا ونهارا .