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I misteri e la scienza dei colori del cielo: dalle sfumature del blu agli arcobaleni nascosti

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La luce del Sole è una grande narratrice. Viaggia per milioni di chilometri, attraversa lo spazio, incontra l’atmosfera terrestre e, lungo il percorso, cambia voce. A volte ci parla in blu, altre in rosso, altre ancora ci regala archi colorati che abbracciano l’orizzonte. In ogni colore c’è una storia invisibile, fatta di onde, molecole e minuscole goccioline d’acqua.

Cominciamo dal principio: la luce solare è un miscuglio di tanti colori, ciascuno con una propria lunghezza d’onda. Quando passa attraverso un prisma, si scompone in un ventaglio di colori: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto. Qualcosa di simile accade nel cielo, ma il “prisma” non è di vetro: è l’atmosfera. Le molecole di gas e le piccole particelle sospese diffondono la luce in tutte le direzioni. Le onde più corte, come il blu e il violetto, vengono deviate più facilmente: è il fenomeno chiamato diffusione di Rayleigh. Ecco perché il cielo è azzurro. Il blu raggiunge i nostri occhi da ogni parte del cielo, mentre la luce diretta del Sole diventa un po’ più calda, tendendo al giallo.

Ma se il blu si diffonde di più, perché non vediamo il cielo viola? Le ragioni sono tre: i nostri occhi sono meno sensibili al violetto, il Sole emette meno luce in quelle frequenze, e l’ozono nella stratosfera assorbe una parte del violetto. Il risultato è la tonalità azzurra che percepiamo come familiare e rassicurante.

All’alba e al tramonto la storia cambia. La luce deve attraversare uno strato di atmosfera molto più spesso. Le componenti blu e verde vengono diffuse e disperse lungo il tragitto, lasciando passare soprattutto le frequenze più lunghe, come arancione e rosso. Così il Sole ci appare rosso, e le nuvole si infiammano. La presenza di polveri, sabbia o aerosol può rendere questi spettacoli ancora più intensi: dopo grandi eruzioni vulcaniche, per esempio, i tramonti diventano straordinari, perché le particelle nell’aria diffondono ulteriormente la luce.

Le nuvole, invece, sono bianche perché sono fatte di goccioline d’acqua e piccoli cristalli di ghiaccio, molto più grandi delle molecole di gas. Queste particelle diffondono la luce di tutti i colori in modo equilibrato. Quando una nuvola è molto spessa, parte della luce non riesce ad attraversarla e la vediamo grigia. Quel bordo argenteo che spesso osserviamo non è un trucco: è la luce del Sole che colpisce il margine della nube con l’angolo giusto, facendola risplendere.

E poi c’è l’arcobaleno, la favola più famosa della luce. Ogni gocciolina di pioggia funziona come un piccolo prisma. Quando la luce entra nella goccia, si piega (rifrazione), rimbalza all’interno (riflessione), e quando esce si piega di nuovo, separando i colori. Per vedere un arcobaleno servono tre ingredienti: il Sole alle spalle, la pioggia davanti e lo sguardo rivolto al punto giusto del cielo. Il rosso dell’arco principale appare a un angolo di circa 42 gradi. A volte compare un doppio arco più tenue, con i colori invertiti, causato da un doppio rimbalzo della luce nelle goccioline. Visto da un aereo, l’arcobaleno può addirittura diventare un cerchio completo, senza l’orizzonte a tagliarlo.

Le storie della luce non finiscono qui. In inverno, attorno al Sole o alla Luna, si possono osservare aloni circolari e macchie luminose laterali chiamate “cani solari” o pareli. Sono prodotti da cristalli di ghiaccio esagonali sospesi in aria che deviano la luce con angoli precisissimi. In alcune sere limpide sull’oceano, l’ultimo istante del tramonto può tingersi di un verde intenso: è il famoso “raggio verde”, un fenomeno raro legato alla rifrazione della luce sul bordo curvo della Terra.

La luce porta con sé anche storie che i nostri occhi non vedono. Nell’ultravioletto, le api trovano i fiori grazie a disegni invisibili per noi, e certi uccelli comunicano con segnali sulle piume. Nell’infrarosso, la luce racconta di calore: i satelliti usano queste frequenze per mappare tempeste e correnti oceaniche. Persino la direzione della sua vibrazione, la polarizzazione, cambia nell’atmosfera, e alcuni insetti la usano come una vera bussola naturale.

Dietro ogni colore del cielo c’è un perfetto equilibrio tra dimensione delle particelle, lunghezza d’onda e angolo di osservazione. Scienziati come Newton hanno imparato a leggere queste storie con prismi e lenti. Ma anche pittori, poeti e navigatori le hanno raccontate a modo loro, intuendo che un cielo non è mai solo uno sfondo: è un messaggio che la luce riscrive ogni giorno.

La prossima volta che guardi il cielo, prova a vederlo come una pagina che cambia a ogni respiro del mondo. Quando è azzurro, ti sta dicendo che l’aria è limpida e le onde corte vibrano ovunque. Quando è rosso, ti avvisa che la strada della luce è lunga e che l’atmosfera ha trattenuto il blu per sé. Quando l’arcobaleno splende, ti mostra milioni di piccole lenti che danzano all’unisono. E quando appare un alone o un raggio verde, è la firma di minuscoli cristalli e strati d’aria perfettamente allineati. La luce racconta storie. Il cielo le rende visibili. E noi, guardando, impariamo a decifrare il linguaggio invisibile che ogni giorno ci circonda.

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