Vì Sao Bầu Trời Có Màu Xanh, Do Nước Biển Hay Ngược Lại?

Đứng trước biển vào một ngày nắng, bầu trời xanh phía trên và mặt nước xanh phía dưới trông như thể chúng đang soi bóng nhau. Từ đó nảy ra câu hỏi quen thuộc: vì sao bầu trời có màu xanh, phải chăng do phản chiếu nước biển, hay biển xanh là vì phản chiếu bầu trời? Câu trả lời của khoa học có phần bất ngờ: hai hiện tượng có cơ chế khác nhau, và không cái nào là nguyên nhân chính của cái còn lại.

Bầu Trời Màu Xanh Do Nước Biển?

Không. Bầu trời xanh không liên quan đến biển. Bằng chứng đơn giản là ở giữa sa mạc hay trên đỉnh núi cách biển hàng nghìn cây số, bầu trời vẫn xanh. Nguyên nhân thật sự nằm ngay trong lớp không khí bao quanh Trái Đất.

(Xem thêm: Vì Sao Không Nên Ăn 2 Quả Trứng Mỗi Ngày?)

Hiện Tượng Tán Xạ Rayleigh Làm Bầu Trời Xanh Như Thế Nào?

Ánh sáng Mặt Trời trông có màu trắng nhưng thực chất là sự pha trộn của mọi màu trong cầu vồng. Khi đi vào khí quyển, ánh sáng va chạm với các phân tử khí như nitơ và oxy. Những phân tử này nhỏ hơn bước sóng ánh sáng rất nhiều nên làm ánh sáng bị bẻ hướng và tản ra mọi phía. Hiện tượng này gọi là tán xạ Rayleigh, đặt theo tên nhà vật lý người Anh đã mô tả nó vào cuối thế kỷ 19.

Điểm mấu chốt là ánh sáng bước sóng ngắn bị tán xạ mạnh hơn nhiều so với ánh sáng bước sóng dài. Ánh sáng xanh dương tản ra gấp nhiều lần so với ánh sáng đỏ. Vì vậy, dù nhìn lên hướng nào trên trời, mắt ta cũng nhận được ánh sáng xanh bị tản từ khắp bầu khí quyển, và bầu trời hiện lên màu xanh.

Vì Sao Bầu Trời Không Có Màu Tím?

Ánh sáng tím có bước sóng còn ngắn hơn xanh dương nên về lý thuyết tán xạ mạnh hơn. Nhưng Mặt Trời phát ra ít ánh sáng tím hơn ánh sáng xanh, một phần ánh sáng tím bị tầng trên khí quyển hấp thụ, và mắt người cũng kém nhạy với màu tím. Cộng các yếu tố này lại, màu xanh dương chiếm ưu thế trong cảm nhận của chúng ta.

Vì Sao Hoàng Hôn Lại Có Màu Đỏ Cam?

Lúc mặt trời gần chân trời, ánh sáng phải đi qua một quãng đường dài hơn nhiều trong khí quyển. Phần lớn ánh sáng xanh bị tán xạ đi hướng khác dọc đường, chỉ còn các màu đỏ, cam, vàng đến được mắt người quan sát. Đây là cùng một cơ chế, chỉ khác ở độ dài đường truyền của ánh sáng.

Vậy Biển Có Màu Xanh Là Do Đâu?

Một phần nhỏ đến từ phản chiếu bầu trời trên mặt nước, nhưng đây không phải nguyên nhân chính. Phần lớn màu xanh của biển đến từ chính nước. Nước hấp thụ mạnh ánh sáng đỏ, cam và vàng, trong khi ánh sáng xanh được hấp thụ ít hơn và bị tán xạ ngược trở lại. Ánh sáng xanh đó đến mắt ta, nên biển sâu trông xanh.

Vì thế khi trời âm u, mặt biển thường chuyển sang màu xám dù nước vẫn như cũ, cho thấy bầu trời có ảnh hưởng đến màu biển, nhưng không phải toàn bộ. Màu sắc cũng thay đổi theo độ sâu, phù sa, tảo và sinh vật phù du, nên có vùng biển xanh lục hoặc nâu đục.

Màu Xanh Của Trời Và Biển Chỉ Là Sự Trùng Hợp?

Gần như vậy. Cả hai đều xanh vì cùng liên quan đến ánh sáng xanh, nhưng theo hai con đường khác nhau. Trời xanh do không khí tán xạ ánh sáng xanh. Biển xanh do nước hấp thụ ánh sáng đỏ và để lại ánh sáng xanh. Chúng giống như hai người cùng mặc áo xanh vì hai lý do khác nhau.

Kết Luận

Bầu trời có màu xanh nhờ khí quyển tán xạ ánh sáng xanh mạnh hơn các màu khác, không phải do nước biển. Ngược lại, biển xanh chủ yếu vì nước hấp thụ ánh sáng đỏ, chỉ một phần nhỏ do phản chiếu bầu trời. Hai hiện tượng độc lập với nhau, và sự giống nhau về màu sắc chỉ là sự trùng hợp thú vị của vật lý ánh sáng.