Modré nebe bereme jako samozřejmost. Ale proč je vlastně modré?
Nebeská modř bývala odedávna lidmi chápána jako symbol božských sil. Třeba na Blízkém východě se tradovala představa, že země je obklopena oceánem, za nímž leží hora Kaf, sídlo bohů. Hora je člověku nedostupná, můžeme však pozorovat její modravý odraz na nebi. Západoafrický národ Ewe měl zase představu, že nebeský bůh Mavu má modré roucho zdobené občas bílými obláčky. Ve středověku byla zase modrá barvou Panny Marie a měla symbolizovat její čistotu, podobnou bezoblačnému nebi.
Ale jaká je vlastně fyzikální podstata nebeské modři? Jako první se pokusil o vysvětlení nebeské barvy tehdy dvaadvacetiletý Leonardo da Vinci v roce 1474. Postřehl totiž, že vzdálené hory se jeví jako namodralé a sytost jejich modři s odstupem roste. Usoudil tedy, že modrý je vzduch a jeho silná vrstva působí jako modré sklíčko, přes které se díváme na okolní předměty, tedy i do tmavého vesmíru.
Při dalším zkoumání pak zjistil, že podobné modré zbarvení má osvětlený kouř před tmavým pozadím. Atmosféra podle něho tedy obsahovala drobné částečky podobné kouři, které zachycují sluneční světlo a proti tmavému pozadí se jeví jako modré. Tento postřeh je v zásadě správný a má dodnes svou platnost.
O dvě stě let později konal Isaac Newton pokusy se spektrálním rozkladem světla a postavil na něm svou fyzikální teorii barev. Následně objevil Thomas Young v roce 1801 vlnovou podstatu světla a pochopil, že jeho barva je dána konkrétní vlnovou délkou. Nebeské modři tak přísluší vlnová délka v rozmezí 430 – 500 nm.
V polovině devatenáctého století experimentoval německý fyziolog Brucke s jemnými částicemi pryskyřice. Při určité mikroskopické velikosti se částice rozptýlené rovnoměrně ve vodě jevily jako nebesky modré. Fyzikální podstatu tohoto jevu popsal teprve mladý fyzik John William Strutt, pozdější lord Rayleigh, v roce 1871. Jev nazývaný dnes jako Rayleighův rozptyl světla je způsoben rozkmitáním velmi jemné částice světelným paprskem. Částice přitom přijímá určitou energii a vzápětí ji vyzáří v podobě světelného záření vysílaného rovnoměrně do všech stran. Podle Rayleighových výpočtů je krátkovlnné modré záření rozptylováno desetkrát silněji než červené. Výslednou barvou je právě nebeská ultramarínová modř.
Modrou barvu nebe tedy nezpůsobuje pouze přítomnost kyslíku, jak se mnozí domnívají, ale rozptyl způsobují všechny molekuly vzduchu. Pokud by hustota molekul v atmosféře byla nižší, byla by výsledná barva oblohy jasnější a tmavší. Při vyšší koncentraci by nebe zase vybledlo. Tu správnou koncentraci udržují rostliny, které odebírají oxid uhličitý a vodní páry a dodávají kyslík. Právě tento proces kdysi napomohl k vytvoření dnešního složení atmosféry a tedy i dnešní nebeské modři.
Životodárná modř je však ohrožena průmyslovou činností člověka. Již dnes vidí obyvatelé velkých aglomerací značnou část roku nad hlavou jen žlutavý smogový povlak. Pokračující spalování fosilních paliv narušuje dosaženou rovnováhu, a tak budoucím generacím hrozí i ztráta modrého nebe nad hlavami. O tom, jak se zhoršují podmínky pro existenci člověka na Zemi, jsme psali v tomto článku.
