空はなぜ青いのか、どうして夕焼けは赤いのか、考え出すと「なんでだろう・・・」と思ってしまいますよね。
この記事を読めば例え子供に「なんでお空は青いの？」と聞かれてもしっかりと答えられます！
できるだけ専門の用語を使わずに書いていきますので、どうぞ最後までお付き合い下さい。
空はどうして青いのか
太陽の光は七色？
太陽は私たち人間の目には「白色」に見えています。
細かく色を分解すると「紫、藍色、青、緑、黄色、橙、赤」などに分けられます。光が目に届くときは全部の色が混ざって白く見えているんです。
なら空の色だって太陽光がごちゃごちゃに混ざっている状態なので白く見えるはずですよね。でも現実は青です。
太陽の光ってまっすぐ飛んでいるイメージですよね。ですが実は違うんです。
目には見えませんが、青系の色は激しく、赤系の色はゆったりと波打ちながら進んでいます。
逆に言うと「激しく波うっているから青色」に「ゆったりと波うっているから赤色」に見えています。ちょっとゴチャゴチャっとした話ですので話を戻します。
この波打つ性質を「光の波長」などと言います。
激しく動いている「青」が鍵
では太陽光が地球に届くと何が起こるでしょうか。ここからが肝心です。
地球の大気に触れた光は、まず激しく波打っている青系の色から大気中のチリ（窒素や酸素など）にぶつかり始めます。
ぶつかった青色は向きを変え四方八方に散らばります。この光が散らばる現象を「レイリー散乱」と呼んでいます。（レイリーの名前は発見者のレイリー卿から）
青に近い色たちが次々とチリに衝突し空いっぱいに散らばった状態・・・これこそが「なぜ空は青く見えるのか」の答えです。
どうして空は青いのか？の答えは「私たちの目が、青色がたくさん散らばった空を見るから」
なぜ赤色は散らないかというと、ゆったりと波打っているため大気中のチリや酸素などにぶつかりにくいため散乱が起きにくいからです。
なので散らばらなかった赤色などは「太陽の色」として私たちの目に認識されます。
夕焼けはなぜ赤い？
夕焼けは何故赤いのでしょうか。青色が空に撒き散らされているなら朝も昼も夜も空は青いはずです。
昼間、太陽は私たちの頭上にあります。空からまっすぐ私たちの頭に光が注ぐイメージです。
では夕方になると太陽の位置はどこにあるでしょうか。日が沈む・・・と表現するように私たちの横に来ますね。
太陽の位置が真上から、横に移動します。
すると、真上に比べて横の方が空気の層を進む距離が増えます。太陽光が空気の層をどんどん進んでいくうちに、青色系の色が私たちの目に入る前に脱落してしまいます。
残った赤色も短い距離ならスッと私たちの目に入ってくるのですが、長い距離を進むとさすがに大気中のチリにぶつかって光が向きを変え大気中に散らばっていきます。
青色が散らばる原理と同じで、今度は赤色が空気中のチリにぶつかり四方八方に飛び散るわけです。
赤色が空いっぱいに散らばった状態を私たちが見るから夕焼けは赤いのです。
なぜ宇宙は黒いのか
宇宙の色は何色でしょう？と聞かれたら、なんと答えるでしょうか。ほとんどの方が「黒」や「漆黒」「暗黒」のように答えるのではないでしょうか。
太陽の光があれだけふりそそいでいるのに、何故周囲を照らすような光にならないのでしょうか。
これの答えは「宇宙が真空だから」です。
ずっと見て来たように光りは反射したり散乱したりして初めて我々が明るさを感じることができます。
しかし、真空の宇宙にはぶつかるような物がほとんどありません。そのため太陽の光はまっすぐに飛ぶことしかできず、宇宙空間を通過するしかできないんですね。
どうして空は青いのか まとめ
- 昼間は太陽光の「青色」が大気中のチリにぶつかって空一面が青くなる
- 夕方は太陽光の「赤色」が大気中のチリにぶつかって空一面が赤くなる
大気中にある色々なチリに光がぶつかり昼間だと青が、夕方だと赤が空いっぱいに広がるんですね。宇宙の神秘と言いますか、空一面を青くするなんて力は魔法みたいなもののように感じます。
もし空気の層は今よりも厚かったり薄かったりしたら空の色は違っていた可能性が高いです。実際火星の空は茶色っぽく見えるそうです。そう考えると、地球だって少し違えば紫色の空だったり緑の夕焼けが見えたんだなと考えると、「うーん やっぱり空は青で夕焼けは赤が綺麗だよな」って思ってしまいますね。
