Contents
Vì sao bầu trời có màu xanh?
Ánh sáng Mặt Trời nhìn có vẻ trắng nhưng thực chất chứa nhiều bước sóng ánh sáng khả kiến khác nhau.
Khi ánh sáng đi vào khí quyển, nó tương tác với các phân tử khí, chủ yếu là nitơ và oxy.
Các phân tử này gây ra hiện tượng tán xạ Rayleigh, trong đó ánh sáng có bước sóng ngắn bị tán xạ mạnh hơn ánh sáng có bước sóng dài. Vì vậy, ánh sáng xanh lam bị phân tán ra khắp bầu trời mạnh hơn nhiều so với ánh sáng đỏ.
Đó là lý do khi nhìn lên trời, ánh sáng xanh tới mắt chúng ta từ gần như mọi hướng.
Nhưng tại sao bầu trời không có màu tím?
Ánh sáng tím có bước sóng còn ngắn hơn và bị tán xạ rất mạnh.
Tuy nhiên, mắt người ít nhạy với vùng tím hơn vùng xanh, đồng thời phổ ánh sáng Mặt Trời tới mắt và sự hấp thụ trong khí quyển cũng góp phần khiến tổng màu mà chúng ta cảm nhận chủ yếu là xanh lam.
Vì sao hoàng hôn có màu đỏ?
Khi Mặt Trời ở gần đường chân trời, ánh sáng phải đi qua một quãng đường dài hơn trong khí quyển.
Trong hành trình đó:
- Phần lớn ánh sáng xanh và tím đã bị tán xạ khỏi hướng nhìn trực tiếp.
- Những bước sóng dài hơn như vàng, cam và đỏ còn lại nhiều hơn trên đường truyền tới mắt.
Kết quả là Mặt Trời và vùng trời xung quanh chân trời chuyển sang màu cam hoặc đỏ. Bụi và aerosol trong khí quyển còn có thể làm màu sắc hoàng hôn thay đổi mạnh hơn.
Vì sao mây có màu trắng?
Mây được tạo thành từ vô số giọt nước cực nhỏ và tinh thể băng lơ lửng trong khí quyển.
Những hạt này lớn hơn nhiều so với các phân tử khí gây tán xạ Rayleigh. Chúng tán xạ nhiều bước sóng ánh sáng khả kiến tương đối đồng đều.
Khi các màu được tán xạ cùng lúc và tới mắt chúng ta, đám mây có vẻ trắng.
Vì sao mây mưa lại có màu xám hoặc đen?
Mây dày không thực sự biến thành vật chất màu xám.
Khi đám mây đủ dày, ánh sáng Mặt Trời phải trải qua nhiều lần tán xạ và một phần ánh sáng bị hấp thụ hoặc hướng sang những phía khác.
Vì vậy lượng ánh sáng thoát xuống đáy mây ít hơn.
Nhìn từ mặt đất, phần dưới của đám mây trở nên:
Trắng → Xám → Xám đậm
Một đám mây giông rất dày vì thế có thể trông gần như đen dù các giọt nước bên trong hoàn toàn không có màu đen.
Một đám mây có thực sự nặng hàng trăm tấn?
Có.
Mây trông nhẹ như bông nhưng chứa một lượng nước rất lớn trải trên một thể tích khổng lồ.
Điều khiến chúng không rơi xuống thành một khối nước là các giọt nước bên trong cực nhỏ. Chúng rơi rất chậm và được những dòng không khí nâng đỡ.
Khi các giọt nước hoặc tinh thể băng va chạm, kết hợp và trở nên đủ lớn, lực hấp dẫn thắng các dòng khí nâng chúng lên.
Khi đó chúng rơi xuống thành:
- Mưa.
- Tuyết.
- Mưa đá.
Bầu trời đêm là cửa sổ nhìn vào quá khứ
Khi nhìn lên các vì sao vào ban đêm, chúng ta không nhìn thấy chúng ở đúng thời điểm hiện tại.
Lý do rất đơn giản:
Ánh sáng cần thời gian để di chuyển.
Ánh sáng từ Mặt Trời mất khoảng 8 phút để tới Trái Đất. Vì vậy, chúng ta luôn nhìn thấy Mặt Trời như nó đã tồn tại khoảng 8 phút trước.
Ngôi sao gần Hệ Mặt Trời nhất cách chúng ta hơn 4 năm ánh sáng, nên ánh sáng chúng ta nhìn thấy hôm nay đã rời ngôi sao đó hơn 4 năm trước.
Còn thiên hà Andromeda cách khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng.
Điều đó có nghĩa:
Chúng ta đang nhìn Andromeda như nó đã tồn tại khoảng 2,5 triệu năm trước.
Với những thiên hà xa hơn hàng tỷ năm ánh sáng, kính thiên văn thực sự đang quan sát những giai đoạn rất sớm trong lịch sử vũ trụ. Đây là lý do các kính thiên văn đôi khi được ví như những "cỗ máy thời gian".
Kết luận
🌤️ Bầu trời xanh vì các phân tử khí tán xạ ánh sáng bước sóng ngắn mạnh hơn.
🌅 Hoàng hôn đỏ vì ánh sáng phải đi qua nhiều khí quyển hơn, khiến phần lớn ánh sáng xanh bị tán xạ khỏi hướng quan sát.
☁️ Mây trắng vì các giọt nước và tinh thể băng tán xạ nhiều màu ánh sáng cùng lúc.
🌌 Và khi màn đêm buông xuống, bầu trời biến thành một cửa sổ nhìn ngược thời gian, nơi mỗi photon mang theo hình ảnh của một thiên thể vào thời điểm nó rời khỏi nguồn.
Nhìn lên bầu trời vì thế không chỉ là nhìn ra không gian. Ở một nghĩa rất thực, chúng ta còn đang nhìn vào quá khứ của vũ trụ.
Image:Ritam Baishya
