Yksi ikuisista kysymyksistä, joita pitkään pidettiin vastaamattomina, on se, mikä saa taivaan näyttämään siniseltä. Moderni tiede ja valoaaltojen ymmärtäminen ovat antaneet vastauksen, vaikka monet väärät vastaukset ovat edelleen suosittuja. Taivaan näyttäminen siniseksi johtuu sähkömagneettisesta sironnasta, joka käyttää auringon valoa ja maan ilmakehän hiukkasia.
Ymmärtääksesi, mikä saa taivaan näyttämään siniseltä, sinun on ymmärrettävä, kuinka valoaallot toimivat. Valoaalto on värähtelevä energiakenttä, joka kulkee aalloissa. Etäisyyttä yhdestä aallosta toiseen kutsutaan aallonpituudeksi ja se määrittää valon värin. Auringon valo sisältää kaikki eri värit; kaikki sekoittuvat yhteen muodostaen valkoisen valon, joka kulkee suorassa linjassa, kunnes törmää mihinkään. Valo voidaan jakaa eri pituisiin valoaaltoihin riippuen kohteesta, johon se törmää. Lyhyimmät valoaallot vastaavat sinistä ja violettia värejä, joissa on myös eniten energiaa ja korkein taajuus.
Kun valo -aalto osuu kaasuhiukkasiin, kuten sellaisiin, jotka muodostavat maapallon ympäröivän ilmakehän, hiukkanen voi absorboida osan aallon energiasta. Riippumatta siitä, mitä energiaa hiukkanen absorboi, se säteilee tai heijastaa. Koska niillä on korkein taajuus, siniset valoaallot imeytyvät paljon useammin kuin heidän hitaammat, vähemmän energiset kumppaninsa.
Rayleigh -sironta, prosessi, joka on nimetty sen löytäneen englantilaisen tiedemiehen mukaan, kuvaa sen, mikä saa taivaan näyttämään siniseltä. Koska ilmakehän hiukkasten pinnoilla on mikroskooppisia tekstuureja, sininen absorboitu valo ei vain säteile tai heijastu yhteen suuntaan, vaan se ampuu kaikenlaisiin suuntiin. Kun katsot taivasta, näet hajallaan olevan valon, kun se pomppii ympäri ilmakehää.
Rayleigh -sironta kuvaa myös sitä, miksi taivas näyttää vaalentavan väriä kohti horisonttia. Koska katsot taivasta paljon kauemmas, valoaallot kulkevat enemmän ilmaa päästäkseen luoksesi. Mitä kauemmas katsot, sitä vähemmän sironta muuttuu, mikä aiheuttaa vaaleampia sinisiä sävyjä lähellä horisontin reunaa.
Jos mietit, miksi taivas muuttuu punaiseksi ja oranssiksi auringonnousun tai -laskun aikaan, tämä on myös sirontaprosessi. Kun aurinko on lähellä horisonttia, sen on läpäistävä paljon enemmän ilmakehää. Samalla tavoin ilmakehän ohuempien kerrosten läpi kulkevat pidemmät valoaallot ovat ainoita aaltoja, joita sironta ei hajauta kokonaan. Pidemmät valoaallot muodostavat oranssin ja punaisen värin, joten se tulee näkyviin auringonnousun ja -laskun aikaan.
Suositut väärät selitykset viittaavat siihen, että taivas on sininen, koska valo heijastuu sinisistä valtameristä. Itse asiassa se toimii toisinpäin. Mikä saa meren näyttämään siniseltä, on sama asia, joka saa taivaan näyttämään siniseltä. Meri heijastaa taivaan väriä, joten jos taivas on hajallaan sinistä valoa, meressä olevat hiukkaset vastaanottavat ja hajottavat enimmäkseen sinistä valoa.