¿Por qué el atardecer es rojo en La Tierra?

Todos sabemos que pocas cosas hay más bonitas que un atardecer a la orilla del mar o entre idílicas montañas. Desde que el hombre puebla este planeta llamado Tierra, el ocaso nos ha fascinado. Los ocasos muy rojos eran tomados por nuestros antepasados como síntomas de que se avecinaban malos presagios y derramamientos de sangre. Hoy en día, un atardecer puede invocar la rabia más desgarrada de un poeta o puede desnudar su corazón. Durante la época feudal jamás se comenzaban las guerras en amaneceres muy rojos, y se daban tregua si el atardecer también lucía carmesí; pues para ellos eso implicaría que la sangre derramada sería inútil.

Unos dicen que el ocaso es rojo porque el Sol se sonroja al ver a la Luna; otros lo atribuyen a la envidia del universo por los labios de su amada. La ciencia dice que el ocaso es rojo gracias a la dispersión Rayleigh. Chinpún.
(Joder… Ligar siendo divulgador es muy duro…)

En la imagen que abre esta entrada podemos ver un atardecer marciano. Podemos ver que a parte de un cielo prácticamente rojo aparece un color azul del que no podemos disfrutar en La Tierra… ¿Por qué?.

Antes de explicarlo tenemos que tener claro que todo lo que nos rodea está hecho de átomos, y que éstos están formados por un núcleo con protones y neutrones, y rodeados por un puñado de electrones localizados en la llamada nube electrónica a su alrededor. Para hacernos una idea del tamaño de los átomos, podemos imaginar que incrementamos su tamaño hasta el tamaño de un campo de futbol. En ese caso, el tamaño del núcleo sería simplemente el botón de una camisa en el centro del campo. Todo lo demás es espacio vacío y pequeñísimos electrones (mucho más pequeños que el núcleo) a la altura de las últimas gradas.

Átomo con su nube electrónica
Átomo con su nube electrónica

Quiero aclarar que realmente la nube electrónica es una simplificación de la realidad que tiene una realidad bastante más complicada, pero los efectos prácticos que generan el color de los aterdeceres en el cielo se pueden entender partiendo de esta base.

Volviendo al tema: hemos quedado en que todo está hecho de átomos, y lógicamente nuestra atmósfera no se salva, por lo que en el momento en el que un fotón (rayo de luz) atraviesa la atmósfera, está atravesando un montón de átomos.

Un fotón no es más que una partícula electromangética con cierta longitud de onda (la “anchura” de la onda) y ésta está inversamente relacionada con la energía del fotón y a su vez, esta energía se representa los distintos colores.

Espectro electromagnético, destacando la luz visible y su longitud de onda.

Vemos en la imágen que el violeta es el color con una longitud de onda más pequeña. Esto implica que es el color más energético de todo el espectro visible (porque hemos dicho que la relación era inversa). Por otro lado, el rojo es el color con una mayor longitud de onda y por lo menos una menor energía…

Oye oye oye… ¿Tendrá algo que ver esto de que el mando de la tele vaya por infrarrojos y yo ponga morenas a mis células tumorales gracias a los rayos ultravioletas?
Espera espera… Veo que las ondas del microondas están a la derecha del visible, es decir que tienen una longitud de onda mayor que la luz visible, o sea que su energía es meno… ¿Menor? ¿Puedo dejar de usar el microondas entonces con un cono de papel de plata en la cabeza?

El sol emite fotones de todas las energías. Lo que simplificamos como un rayo de luz es básicamente luz blanca; es decir: un flujo de fotones de todas las longitud de onda, es decir, de todos los colores. Pues imaginemos ese rayo de luz con todos sus fotones entrando en ese campo lleno de átomos que es la atmósfera. Un montón de fotones con longitudes de onda diferentes están a punto de entrar en un larguísimo campo de minas pequeñas. Minas mucho más pequeñas que sus longitudes de onda.

Imaginemos ahora que ese fotón está representado por una comba y su longitud de onda es la distancia entre los dos puntos en los que está sujeta esa comba. Pongamos en marcha esa comba (Al pasar la barca le dijo el barquero…)  y pongamos a un niño llamado partículo a saltar. Partículo puede saltar sin problemas porque su tamaño con respecto a la comba es mucho menor y por lo tanto la comba le pasa por encima y por debajo sin probemas.
En ese momento entra en la comba partícula: la niña más alta de la clase, con tan mala suerte de que su altura no es suficiente como para que la comba pase por encima de su cabeza de forma limpia y choca con ella, transfiriéndole la energía y de paso, un chichón.

Depende del golpe la comba puede quedar totalmente frenada, o simplemente puede haber perdido energía. Y será más fácil chocar con la comba cuanto más alejados están los dos puntos de sujección de la cuerda, es decir, cuanto mayor sea la longitud de onda, es decir, por último, cuanto menor sea la energía de la partícula. Tiene sentido; ¿verdad?
Pues los pobres fotones, que llevan un viaje de más de más de 10.000 años chocando en el interior del Sol y de unos 7 minutos de libertad espacial, entran en un campo lleno de partículas y partículos, y comienzan a chocar con ellos. ¿Cuáles chocarán con más frecuencia? Pues como hemos dicho los que tienen menor energía: los rojos.
La historia de estos fotones es un poco más complicada que la historia de la comba. Si pensamos en que los niños que le dan a la comba no tienen corazón y siguen dándole mientras le golpea a la pobre partícula, el movimiento de la comba comenzará a ser caótico. Algo así le pasa a los fotones. Su energía no puede ser absorvida por las partículas de la atmósfera (por el principio de cuantización, que lo explicaremos en otra entrada) y las van rebotando entre ellas constantemente. Y esos son los fotones que quedan en la atmósfera.

Por lo tanto, el color del atardecer no es más que fotones nostálgicos que se negaron a abandonar el cielo y se quedaron por ahí arriba, reuniéndose cuando el Sol se va, para volver a disfrutar del cielo estrellado…
Fíjate, al final no va a ser tan dificil ligar con ciencia…


PostPost

I. En Marte la atmósfera tiene mucho más polvo en suspensión y por lo tanto hay más partículas que se van chocando: no solo chocan las rojas sino que van chocando progresivamente, desplazándose hacia la izquierda en el espectro, hasta llegar a partículas con suficiente energía. En el caso de Marte alcanzan a chocar las partículas azules del centro del espectro. Y este también es el motivo por el cual los atardeceres en la playa son más impresionantes que, por ejemplo, en la montaña: la mayor cantidad de arena en suspensión que hay en esas zonas tornan el cielo de un color mucho más impresionante.

 

II. Si alguien tiene la suerte de vivir alejado de una gran ciudad, pero la puede ver, fijaos que debido a que en las burbujas de contaminación hay muchísimas más partículas con las que los fotones pueden chocar que los aires despejados. Así, se produce el mismo efecto que hemos explicado antes en la playa que nos permite observar la burbuja de contaminación. Si por el contrario vives en esa gran ciudad pero puedes irte lejos, mira al cielo antes de emprender el viaje y verás también que vives sobre un cielo rojo pálido lleno de fotones rojos dispersados por ahí… (Y de mierda).
Contaminación_Madrid
Madrid y su burbuja de contaminación de color rojo (y gris, color propio de la misma contaminación).
III. Aclaro que cuando el sol está en el cénit, los fotones tienen que atravesar la atmósfera verticalmente (donde se pierde parte del violeta) y luego tienen unos 90 km tranquilos, sin muchas partículas, hasta que entran en los 10 últimos kilómetros en los que hay más partículas. Por el contrario, al atardecer, el rayo atraviesa la atmósfera horizontalmente y luego tiene un camino de aproximadamente 6.500 km de suciedad (el radio terrestre más los diez kilómetros de porquería que hay en la parte baja de la atmósfera aproximadamente). Por eso solo se observa eso al ocaso.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s