Por Que O Céu É Azul?

Por que o céu é azul? A explicação por trás do fenômeno vem da forma como a luz se espalha pelas moléculas na atmosfera. É a luz azul — que tem o comprimento mais curto — que se espalha mais por essas pequenas partículas, o que leva à coloração azulada que observamos. 

Ao longo da história, muitos cientistas buscaram compreender como a natureza funciona. Diversos pesquisadores se debruçaram sobre as razões por trás de questões bastante elementares, como essa, da coloração do céu. 

Em sua forma mais pura, trata-se apenas disso: do desejo de entender, sem ter como prioridade que as descobertas sejam rentáveis ou aplicáveis amplamente. Essa abordagem dada à ciência se chama "pesquisa motivada pela curiosidade". 

Um dos melhores exemplos de quem seguiu essa linha foi o físico irlandês John Tyndall (1820-1893). Tyndall era um entusiasta de escaladas e passava muito tempo na região dos Alpes. Frequentemente, fazia uma pausa ao entardecer, já que o pôr do sol e sua magnífica gama de cores o deixavam encantado. Por isso, se propôs a compreender o fenômeno e inspirou gerações de cientistas a realizar esse tipo de pesquisa. 

O motivo por trás da beleza 

A curiosidade ilimitada e o interesse pela natureza levaram Tyndall a explorar uma ampla gama de temas e fazer descobertas-chave para a ciência. 

Foi ele quem, por exemplo, demonstrou pela primeira vez que os gases na atmosfera absorviam calor em níveis diferentes. Isso permitiu entender a base molecular do efeito estufa. 

Em busca de respostas para suas perguntas, ele construiu diversos instrumentos para seus experimentos. Alguns deles eram muito sofisticados e requeriam, também, profunda compreensão teórica e destreza. 

Entretanto, quando quis saber por que o céu é azul durante o dia e por que fica avermelhado ao entardecer, os instrumentos usados foram simples. 

Tyndall utilizou um tubo de vidro para simular o céu e uma luz branca para imitar a luz solar. Descobriu que, quando enchia gradualmente o tubo de fumaça, o feixe de luz parecia ser azul em um lado e, no outro extremo, ficava vermelho. 

Assim, ele cogitou que a cor do céu fosse resultado de como a luz do sol se dispersa pelas partículas presentes na atmosfera — o que ficou conhecido como Efeito Tyndall. 

'O céu em uma caixa' 

O procedimento usado por Tyndall começou com um tanque de vidro cheio de água, no qual foram despejadas algumas gotas de leite. 

O leite serviu para introduzir algumas partículas no líquido. Uma vez feita a mistura simples, o cientista acendeu uma luz branca em um dos extremos do tanque. 

Imediatamente, viu que o tanque se iluminava com cores diferentes. O experimento fascinou Tyndall, que descreveu o resultado como "o céu em uma caixa". 

Isso porque, em um lado do tanque, a solução ficou azul. À medida em que se aproximava do outro extremo, ficava mais amarela, até chegar ao laranja, como no entardecer. 

Arco-íris

Tyndall sabia que a luz branca era composta por todas as cores do arco-íris. Pensou que a explicação para o fenômeno, que tanto o deslumbrava, era que a luz azul teria uma maior probabilidade de repelir e dispersar as partículas de leite na água. 

Agora sabemos que isso se deve ao fato de que a luz azul tem um comprimento de onda mais curto que o de outras cores de luz visível. Isso significa que a luz azul é a primeira a se dispersar por todo o líquido. 

É por isso que a parte mais próxima à fonte de luz ficava azulada. E isso também explica por que o céu é azul: porque essa luz tem uma maior probabilidade de se dispersar pela atmosfera. 

Mas o experimento do tanque também explica as outras cores do entardecer. 

O que há por trás do pôr do sol 

À medida em que a luz penetra mais profundamente na água leitosa, todos os comprimentos de onda mais curtos se dispersam. Restam assim apenas os comprimentos de onda mais longa, laranja e vermelho. 

Então, a água fica progressivamente mais alaranjada e, se o tanque for grande o suficiente, vermelha. É o mesmo que ocorre com o céu. 

À medida que o sol se põe, cada vez mais baixo, sua luz tem de viajar por uma camada mais espessa de atmosfera. Com isso, as ondas azuis com comprimentos mais curtos dispersam-se por completo, deixando apenas as luzes laranja e vermelha. Por isso, vemos o céu avermelhado ao entardecer. 

Hoje, sabemos que a luz se dispersa principalmente nas moléculas de ar, em vez de partículas de poeira, como pensava Tyndall. 

Isso é complementado pelo trabalho de John William Strutt, o Lord Rayleigh. 

O trabalho de Lord Rayleigh ajuda a responder a mesma questão — por que o céu é azul — mas descreve o processo de espalhamento em moléculas menores, como as presentes na atmosfera. 

Nesse caso, a luz solar também se espalha pelas partículas, de acordo com o comprimento da onda. A luz azul, com comprimento de onda mais curto, espalha-se mais do que as longas, como a vermelha. Daí vem a coloração azulada do céu. 

Um recipiente e um pouco de poeira 

Entretanto, ainda que sua explicação tenha sido incorreta em tais detalhes, foi certeira em seu princípio. Na verdade, a má interpretação de seus resultados levou Tyndall a fazer sua descoberta mais importante. 

Sendo um cientista curioso, Tyndall decidiu prosseguir e fazer mais experimentos. Então, usou um recipiente com ar e cheio de poeira, e deixou que o pó se acumulasse por dias a fio. Chamou essa amostra, com toda a poeira já assentada, de "ar opticamente puro". 

Logo começou a inserir mais coisas no recipiente, para observar o que acontecia. Primeiramente, colocou um pedaço de carne. Logo em seguida, de peixe. 

Adicionou ainda amostras de sua própria urina. Então, notou algo interessante. Nem a carne e nem o peixe apodreceram, e sua urina não escureceu. Segundo ele, "continuou tão clara quanto um vinho xerez fresco". 

Descoberta por acidente 

O que ele havia criado não era ar livre de qualquer poeira, ou opticamente puro. 

Sem se dar conta, Tyndall havia esterilizado o ambiente. Deixou que todas as bactérias se acumulassem no fundo do recipiente. Em outras palavras, o ar ficou livre de germes. 

Essa não era sua intenção original, mas Tyndall proporcionou evidência decisiva para uma teoria controversa à época: de que a decomposição de materiais e as doenças eram causadas por micróbios presentes no ar. 

Tyndall era um homem que pesquisava exclusivamente pela busca do conhecimento, sem se vincular a um problema específico do mundo real. 

Ele não se propôs a descobrir as origens de doenças transmitidas pelo ar, quando começou a explorar o que estava por trás das cores do céu. Mas foi exatamente isso que ele fez. 

O caso faz com que a expressão em inglês para descrever esse tipo de pesquisa, guiada pela curiosidade, soe bastante apropriada: "blue-sky investigation" ou "investigação de céu azul".

Fonte: BBC News.