私たち人間には当たり前だと思っている現象があります。ただし、これはすべてのことに当てはまるわけではありません。とりわけ、空を見上げると、 「なぜ空は青いのですか?」という疑問がよく起こります。これには説明があります。
空はなぜ青いのですか?光の波長が重要
あなたはいつもこう自問したことがあるのではないでしょうか。なぜ空は実際には青いのに、宇宙は完全に暗いのでしょうか?これには非常に理解できる理由がいくつかあります。それでは、なぜ空を見上げると青い空が見えるのかを説明しましょう。
簡単に言えば、青空の主な理由は大気中での太陽光の散乱です。太陽は白黄色の色を放ちますが、私たちの空は青いです。太陽光は地球に届くまでに大気を通過する必要があります。
光は、長波長または短波長の電磁波で構成されています。波が長ければ長いほど、波のエネルギーは低くなり、赤みがかった色調で表示されます。一方、ドイツ気象局の説明によると、短い波はよりエネルギーが高く、色が青紫に変化します。
太陽光は地球に到達する途中、大気中で酸素や窒素などの気体分子に遭遇します。光は「散乱」します。青色、つまり短い光波は散乱時により強く偏向され、同時により強く振動するため、大気中の粒子と著しく頻繁に反応します。
光波はもはや太陽から直接来るのではなく、数え切れないほど方向転換されているため、迂回して地球に「着陸」します。すると人々はそれを青空として認識します。
だから夜明けもあれば夕暮れもある
朝と夕方には空がオレンジ色から赤に変わります。地球に降り注ぐ光の波長もここで影響します。太陽が地表に向かって傾いているため、朝と夕方には光がより長い距離を伝わります。
太陽は日中よりも低い位置にあり、光は大気中でより多く偏向されます。これは、特に昼間の光より波長の長い赤色光が散乱することを意味します。分子は短波長の青色光を遮断し、長波長の赤色光だけが地球に届くようにします。
宇宙は黒いのに、空はなぜ青いのでしょうか?
私たちの地球が明るく、空が青いなら、実際に光源がそこから来ているのであれば、なぜ宇宙は黒いのでしょうか?夜空を見上げると、もうその青さは見えません。ドイツの天文学者ハインリヒ・ヴィルヘルム・オルバースも 19 世紀初頭にこの問題に取り組みました。 DLR によれば、その結果がオルバースのパラドックスであるという。
これは、宇宙が絶えず膨張していることを示しています。これは、地球と他の軽い物体との間の距離が増加していることを意味します。光は途中でエネルギーを失うため、青ではなくなり、赤外線に「進化」します。赤外線の波長が長すぎるため、人間の目は赤外線を認識できなくなります。
これで、「空はなぜ青いのですか?」という質問を説明できます。ここで決め手となるのは波長であり、エネルギーと色を決定します。 夜空には時折天の川が見えます。認識できるようになりましたらお知らせします。 どの星が最も明るいのか疑問に思っているなら、それに対する答えも私たちが持っています。
出典: ドイツ気象局、DLR