Vì sao bầu trời lúc bình minh và hoàng hôn thường có màu sắc đẹp?

Nhưng nếu vậy thì vì sao chúng ta chỉ nhìn thấy một số màu trên bầu trời vào những thời điểm nhất định chứ không phải tất cả các màu? Để hiểu được điều này, trước tiên chúng ta cần biết ngày chuyển sang đêm như thế nào.

Trái Đất di chuyển trong không gian

Hành tinh của chúng ta di chuyển trong không gian cùng với 7 hành tinh khác ở gần. Tất cả các hành tinh này vừa tự xoay quanh mình vừa đi vòng quanh Mặt Trời.

Khi mặt trời lặn ở đâu thì nơi đó đang khuất dần khỏi ánh sáng mặt trời và quay lưng lại với Mặt Trời. Khi mặt trời mọc hay lúc bình minh, nơi đó lại chuyển sang hướng mặt về phía Mặt Trời. 

Đêm khuya là khi chúng ta hoàn toàn quay lưng lại Mặt Trời. Ban ngày là khi chúng ta đối diện trực tiếp với Mặt Trời và các chùm tia mặt trời chiếu (cực nhanh) thẳng vào chúng ta.

Mặc dù quan sát bằng mắt thường không thể phân biệt được, nhưng các chùm tia sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất có kích thước khác nhau. Các nhà khoa học đo kích thước các chùm tia này bằng "bước sóng". Mỗi bước sóng ánh sáng có một màu sắc riêng của nó.

Trái Đất được bao bọc bởi khí quyển của mình 

Như vậy chúng ta đã biết vì sao bầu trời lại sáng vào ban ngày và tối vào ban đêm, các chùm tia sáng mặt trời có kích thước khác nhau, hay có bước sóng khác nhau.

Nhưng làm sao mà chúng ta nhìn thấy những màu sắc rực rỡ vào lúc bình minh và hoàng hôn?

Đó là nhờ một "tấm chăn" không khí rất quan trọng luôn bao bọc lấy Trái Đất, tấm chăn đó chính là khí quyển.

Khí quyển của Trái Đất được tạo bởi rất nhiều vật thể bé li ti gọi là các phân tử. Trên thực tế, tất cả mọi vật đều có cấu tạo từ các phân tử, kể cả cơ thể chúng ta. Mỗi phân tử nhỏ hơn rất rất nhiều so với một hạt cát. Phân tử nhỏ đến nỗi chúng ta không thể nhìn bằng mắt thường mà phải nhờ đến kính hiển vi mới nhìn được, còn mắt thường chỉ nhìn thấy những vật tạo thành bởi các phân tử.

Khí quyển "chơi đùa" với ánh sáng

Khi các chùm sáng Mặt Trời đến Trái Đất, chúng gặp các phân tử trong khí quyển Trái Đất. Các phân tử này bắt đầu kết hợp với ánh sáng, đẩy ánh sáng qua lại giữa các phân tử. Hiện tượng này gọi là "phân tán ánh sáng".

Ánh sáng có bước sóng càng dài thì nó càng phân tán được lâu giữa các phân tử trong khí quyển Trái Đất trước khi nó yếu đi và quay trở lại không gian.

Ánh sáng xanh dương có bước sóng ngắn hơn ánh sáng đỏ hoặc ánh sáng hồng, có nghĩa là ánh sáng xanh dương chỉ có thể va đập giữa các phân tử trong một khoảng cách ngắn hơn ánh sáng hồng hoặc đỏ.

Nơi nào đang đối diện trực tiếp với Mặt Trời (vào ban ngày) thì nơi đó có ít khí quyển để ánh sáng đi qua hơn. Ánh sáng xanh dương có thể dễ dàng lọt sang  phía bên kia, nhờ đó mà chúng ta có được bầu trời màu xanh.

Màu sắc lúc bình minh và hoàng hôn

Chúng ta biết rằng Trái Đất tự xoay quanh mình. Hoàng hôn ở nơi nào thì nơi đó đang quay mặt dần khỏi Mặt Trời và không đối diện trực tiếp với Mặt Trời nữa. Điều này có nghĩa là ánh sáng mặt trời phải đi qua một lát cắt khí quyển dày hơn để chiếu đến nơi đó. Hiện tượng này cũng xảy ra vào lúc bình binh, khi nơi đó hướng dần về phía Mặt Trời.

Để đi qua khoảng cách dài hơn đó của khí quyển, ánh sáng xanh dượng "mệt mỏi" và không thể trụ vững được nữa, do đó hầu hết ánh sáng xanh này quay trở lại vũ trụ.

Nhưng ánh sáng đỏ, cam và vàng có bước sóng dài hơn, nghĩa là chúng có thể phân tán lâu hơn và đi qua lớp khí quyển để đến được bề mặt Trái Đất

Chính vì thế mà chúng ta có thời gian bình minh và hoàng hôn có màu sắc sáng sủa và rực rỡ, đẹp mắt.