Vienas iš amžinų klausimų, kurių ilgai manyta neatsakyta, yra tai, kodėl dangus atrodo mėlynas. Šiuolaikinis mokslas ir šviesos bangų supratimas pateikė atsakymą, nors daugelis klaidingų atsakymų vis dar populiarūs. Dangus atrodo mėlynas dėl elektromagnetinės sklaidos, naudojant saulės šviesą ir Žemės atmosferos daleles.
Norėdami suprasti, kodėl dangus atrodo mėlynas, turite suprasti, kaip veikia šviesos bangos. Šviesos banga – tai vibruojantis energijos laukas, sklindantis bangomis. Atstumas nuo vienos bangos iki kitos vadinamas bangos ilgiu ir nulemia šviesos spalvą. Saulės šviesoje yra įvairių spalvų; visi susilieja, kad susidarytų balta šviesa, kuri sklinda tiesia linija, kol atsitrenkia į bet ką. Priklausomai nuo objekto, į kurį ji atsitrenkia, šviesa gali būti suskaidyta į skirtingo ilgio šviesos bangas. Trumpiausios šviesos bangos atitinka mėlyną ir violetinę spalvas, kurios taip pat turi daugiausiai energijos ir didžiausią dažnį.
Kai šviesos banga patenka į dujų dalelę, pavyzdžiui, tas, kurios sudaro žemę supančią atmosferą, dalelė gali sugerti dalį bangos energijos. Kad ir kokią energiją dalelė sugeria, ji spinduliuoja arba atspindi. Kadangi jų dažnis yra didžiausias, mėlynos šviesos bangos sugeriamos daug dažniau nei lėtesnės, ne tokios energingos jų palydovės.
Rayleigh sklaida, procesas, pavadintas jį atradusio anglų mokslininko vardu, apibūdina, kodėl dangus atrodo mėlynas. Dėl mikroskopinių tekstūrų atmosferos dalelių paviršiuose mėlyna sugerta šviesa ne tik spinduliuoja ar atsispindi viena kryptimi, bet ir sklinda visomis kryptimis. Kai žiūrite į dangų, matote išsklaidytą šviesą, kuri atsimuša į atmosferą.
Rayleigh sklaida taip pat apibūdina, kodėl atrodo, kad dangaus spalva šviesėja link horizonto. Kadangi žiūrite į dangų daug toliau, šviesos bangos praleidžia daugiau oro, kad pasiektų jus. Kuo toliau žiūrite, tuo mažiau koncentruojasi sklaida, todėl šalia horizonto krašto atsiranda šviesesnių mėlynų atspalvių.
Jei jums įdomu, kodėl saulėtekio ar saulėlydžio metu dangus nusidažo raudonai ir oranžine spalva, tai taip pat yra išsibarstymo procesas. Kai saulė yra netoli horizonto, ji turi praeiti daug daugiau atmosferos. Ilgesnės šviesos bangos, praeinančios per plonesnius atmosferos sluoksnius, yra vienintelės bangos, kurių sklaida visiškai neišsklaido. Ilgesnės šviesos bangos sudaro oranžinę ir raudoną spalvas, taigi šviesa tampa matoma saulėtekio ir saulėlydžio metu.
Populiarūs klaidingi paaiškinimai rodo, kad dangus yra mėlynas, nes šviesa atsispindi nuo mėlynų vandenynų. Tiesą sakant, tai veikia atvirkščiai. Vandenynas atrodo mėlynas, todėl dangus atrodo mėlynas. Vandenynas atspindi dangaus spalvą, todėl jei dangus yra išsklaidytas mėlynos šviesos, vandenyno dalelės gaus ir išsklaidys daugiausia mėlyną šviesą.