La Fisica dietro il cielo al tramonto (nella foto: tramonto sul deserto di Atacama, Cile. Crediti: ALMA - ESO/NAOJ/NRAO)

A tutti noi è capitato di fermarci ad ammirare un tramonto, soprattutto nelle giornate limpide, quando il cielo si trasforma in un dipinto dalle mille sfumature di colori. Magari scattiamo una foto, o ci prendiamo semplicemente un momento per osservarlo stupiti. Ma dietro la bellezza del tramonto si nasconde una spiegazione fisica affascinante: perché, al tramonto, il cielo diventa rosso?

Questo fenomeno si chiama scattering di Rayleigh, e prende il nome dal fisico britannico che lo studiò. “Scattering” è una parola inglese che significa “diffusione”: quando la luce del Sole attraversa l’atmosfera, le particelle che compongono la luce, chiamate fotoni, vengono deviate dalle molecole dell’aria, cambiando direzione. Intuitivamente possiamo ricondurlo a ciò che avviene quando una pallina da tennis colpisce un muro: cambia la sua direzione. In modo simile, i fotoni vengono diffusi nell’atmosfera, mantenendo la loro energia.

La luce che arriva dal Sole ha componenti di diversa energia. L’occhio umano percepisce solo la luce visibile, che va dal violetto - alta energia, cioè lunghezze d’onda corte - al rosso - bassa energia. Durante il giorno, le lunghezze d’onda corte della luce (blu e violetto) vengono diffuse più facilmente dalle molecole dell’aria. I nostri occhi, però, sono più sensibili al blu che al violetto: per questo il cielo ci appare azzurro.

All’alba e al tramonto, invece, il Sole è all’orizzonte: la luce deve attraversare uno strato più spesso di atmosfera per raggiungerci. Questo significa più interazioni e maggiore diffusione dei fotoni ad alta energia, lasciando prevalere i toni caldi del rosso e dell’arancione.
Lo scattering di Rayleigh contribuisce in parte anche alla colorazione della Luna rossa durante le sue eclissi.

In altre parole, al tramonto il cielo si tinge di rosso perché i fotoni blu vengono diffusi altrove dall’atmosfera e quelli rossi riescono a raggiungere i nostri occhi. E così ogni tramonto è un piccolo spettacolo della Fisica che possiamo ammirare ogni giorno.