السّماء لغةً هي ما يُقابل الأرض أو الفضاء الأعلى المُحيط بالأَرض، والسّماء من كل شيءٍ: أَعلاه، وتُجمع على سماوات، وأَسمِيَةٌ، وسُمِيٌّ، أمّا السّماء بلغة العلم فهي جزء من الغلاف الجوي للأرض، أو الفضاء الخارجيّ الذي يُمكن للناظر رؤيته من على سطح كوكب الأرض، أو سطح أي جسم فضائي آخر، كما يُمكن تعريفها بأنّها المنطقة الغازيّة الأكثر كثافة للكوكب. تظهر السّماء بعدة ألوان في اليوم الواحد، فتكون أثناء النهار زرقاء زاهية، أمّا ليلاً فتبدو كسطح أسود تتلألأ فيه النّجوم اللامعة.
عندما ننظر إلى السماء في يوم صافٍ نرى لونها الأزرق الجميل، ونتساءل عن سبب ظهور اللون الأزرق للسماء، وهل السّماء زرقاء فعلاً، لمعرفة لماذا تبدو السّماء زرقاء لا بد أن نتعرّف على كيفية رؤية الألوان أولاً. يتكون الضّوء الأبيض من موجات مختلفة بألوان الطيف السّبعة: اللون الأحمر، وهو ذو أطول موجة؛ حيث إنّ طوله الموجي (665) نانومتر، والبنفسجي ذو أقصر طول موجي؛ حيث إنّ طوله الموجي (400) نانومتر، وبينهم ترد مختلف الألوان كالبرتقالي (630 نانومتر)، والأصفر (600 نانومتر) والأخضر (550 نانومتر)، والأزرق (470 نانومتر)، والنّيلي (452 نانومتر). يُوصف ضوء الشّمس -وهو مثال على الضّوء الأبيض- بأنّه ضوء متعدد الألوان؛ لأنّه يتكون من الألوان السّبعة التي ذكرناها سابقاً، وحين يسقط ضوء الشّمس على الأجسام فإنها تمتص بعض الألوان (الأطوال الموجية) وتعكس الألوان الأخرى، والألوان التي نراها هي الأطوال الموجية التي تنعكس، على سبيل المثال فنحن نرى قميصاً أزرقاََ لأنّ جزيئات الصّبغة في القماش امتصت جميع الأطوال الموجيّة (الألوان) من الضّوء وعكست لأعيننا اللّون الأزرق فقط، ونرى كتاباً أحمر لأنّه امتصّ جميع الألوان وعكس لأعيننا اللون الأحمر فقط، أما الأجسام البيضاء فنراها كذلك لأنها تعكس جميع الألوان ولا تمتص شيئاً، والأجسام السّوداء تمتص كل الألوان ولا تعكس شيئاً فنراها سوداء.
عندما يصل ضوء الشّمس إلى الغلاف الجوي للأرض فإنّه يصطدم بمكونات الغلاف الجوي من غازات وجزيئات الهواء، فيتشتت جزءاً منه ويُمتّص الجزء الآخر، وهذا ما يُعرف بتبعثر ريليه (بالإنجليزيّة: Rayleigh scattering)؛ أي التّشتت المرن أو الانتقائي للضوء نتيجة تأثير جسيمات دقيقة في الغلاف الجوي لا تزيد عن عُشر الطول الموجي للضوء. يعتمد تشتت الضّوء على الطول الموجي له، فنجد أنّ نسبة تشتت الضّوء الأزرق، والضّوء البنفسجي يفوق تشتت الضّوء الأحمر، و الضّوء الأصفر لأنهما يمتلكان أطوال موجيّة أقصر، وفي الحقيقة فإنّ الضّوء البنفسجي يتشتت أكثر من الضّوء الأحمر بـ (9.4) مرة، فلماذا نرى السّماء بلون أزرق وليس بنفسجي بالرغم من أنّ الضّوء البنفسجي (الطول الموجي له 400 نانومتر) له طول موجي أقصر من الضّوء الأزرق (الطول الموجي له 450 نانومتر)؟ يعود ذلك لأنّ عين الإنسان أكثر حساسية للضوء الأزرق منها للضوء البنفسجي، ولأنّ بعض الضّوء البنفسجي يُمتص في الغلاف الجوي العلوي.
في بعض الأحيان تظهر السّماء رماديّة؛ وذلك بسبب وجود قطرات من الماء على شكل سُحُب، أو رطوبة في الغلاف الجوي، فتعمل قطرات الماء على عكس جميع ألوان الطيف؛ ممّا يعني أنّنا نرى ضوء أبيض باهت، كالضوء الأبيض عند مروره من خلال ورقة بيضاء. أما عند شروق الشّمس وغروبها، فيميل لون السّماء إلى الحُمرة، ويعود ذلك لأنّ الشّمس في فترة الشّروق والغروب تكون أبعد ظاهرياً عن الأرض، لذلك يكون الضّوء الأحمر ذو الطول الموجي الكبير هو الضّوء الذي يتشتت أولاً ويتمكّن من اختراق الطبقات المنخفضة في الغلاف الجوي، ومن الجدير بالذّكر أنّ كلّاً من الغبار والأدخنة والتّلوث يساهم في حدوث تشتيت إضافي للضوء الأحمر، لذا؛ نجد السّماء أكثر حُمرة عند المغيب منها عند الشّروق؛ بفعل تراكم الدّخان والغبار خلال ساعات النّهار المُتأخّرة مُقارنةً بساعات الليل المُتأخرة والفجر؛ أي قبل شروق الشّمس بقليل
العربية
