Pertanyaan besar
Mengapa langit biru, tetapi luar angkasa hitam?
Langit terlihat biru karena atmosfer Bumi menghamburkan cahaya biru dari Matahari jauh lebih banyak daripada warna lain, sehingga warna biru tersebar ke seluruh langit. Luar angkasa terlihat hitam karena hampir tidak ada udara di sana yang bisa menghamburkan cahaya. Jadi, selain bintang dan sumber cahaya lainnya, tidak ada yang bisa menjadi terang.
Warna Biru yang Dihamburkan ke Seluruh Langit
Cahaya matahari terlihat putih, tetapi sebenarnya berisi semua warna pelangi. Setiap warna bergerak sebagai gelombang dengan panjang yang berbeda. Ketika cahaya matahari masuk ke atmosfer Bumi, cahaya itu bertabrakan dengan molekul-molekul kecil gas nitrogen dan oksigen. Tabrakan ini memantulkan sebagian cahaya ke segala arah secara acak. Peristiwa ini disebut hamburan. Cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek, terutama biru dan ungu, jauh lebih mudah dihamburkan oleh molekul-molekul kecil ini daripada cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang, seperti merah dan jingga. Pola ini pertama kali dijelaskan dengan benar oleh ahli fisika Lord Rayleigh, sehingga sering disebut hamburan Rayleigh. Mata kita lebih peka terhadap warna biru daripada ungu. Karena itu, cahaya terhambur yang sampai ke mata kita dari segala arah di langit tampak sebagai warna biru yang kita kenal, bukan ungu.
Tanpa Udara, Tanpa Hamburan
Luar angkasa hampir sepenuhnya hampa, artinya hampir tidak ada molekul gas sama sekali, terutama setelah kamu melewati atmosfer Bumi yang tipis. Tanpa molekul yang bisa memantulkan cahaya matahari, tidak ada yang bisa menghamburkan cahaya ke segala arah seperti yang dilakukan atmosfer Bumi. Jadi, cahaya dari Matahari hanya bergerak lurus, kecuali jika cahaya itu kebetulan mengenai benda padat, seperti planet, bulan, atau pesawat antariksa. Itulah sebabnya para astronaut, bahkan di bawah sinar matahari yang terang, melihat langit yang benar-benar hitam di sekeliling mereka begitu berada di luar atmosfer. Hanya Matahari, Bulan, planet, dan bintang yang tampak sebagai titik-titik cahaya kecil dan tajam di tengah kegelapan.
Mengapa Matahari Terbenam Berwarna Merah dan Jingga
Efek hamburan yang sama yang membuat langit siang berwarna biru juga menjelaskan mengapa langit saat matahari terbenam dan terbit sering bersinar merah dan jingga. Ketika Matahari rendah di dekat cakrawala, cahayanya harus melewati lapisan atmosfer yang jauh lebih panjang dan tebal untuk sampai ke matamu dibandingkan pada tengah hari, ketika Matahari berada di atas kepala. Di sepanjang jalur yang lebih panjang itu, hampir semua cahaya biru sudah dihamburkan ke arah lain sebelum bisa langsung sampai kepadamu. Yang tersisa terutama warna-warna dengan panjang gelombang yang lebih panjang, yaitu merah, jingga, dan merah muda, yang terus bergerak lurus sampai ke matamu. Inilah juga sebabnya langit bisa tampak sangat membara setelah letusan gunung berapi atau pada hari yang berdebu, ketika butiran-butiran kecil tambahan di udara menghamburkan cahaya lebih banyak lagi.
Coba sendiri
Teteskan beberapa tetes susu ke dalam segelas air, lalu di kamar yang gelap sorotkan senter menembus gelas itu dari samping. Dari samping, air susu itu akan tampak sedikit kebiruan, tetapi cahaya senter akan tampak lebih jingga atau kemerahan jika kamu melihatnya lurus menembus gelas, persis seperti warna langit dan matahari terbenam.
Pertanyaan dari anak-anak
Mengapa langit tampak hitam dari luar angkasa, bukan biru?
Langit tampak hitam dari luar angkasa karena hampir tidak ada udara di atas sana yang bisa menghamburkan cahaya matahari dan menyebarkannya ke seluruh langit seperti yang dilakukan atmosfer Bumi. Tanpa molekul udara yang memantulkan cahaya, luar angkasa tetap gelap, kecuali bintang, planet, dan sumber cahaya langsung lainnya.
Apa itu hamburan Rayleigh?
Hamburan Rayleigh adalah efek ketika molekul-molekul gas yang sangat kecil di atmosfer menghamburkan cahaya dengan panjang gelombang pendek, seperti biru, jauh lebih banyak daripada cahaya dengan panjang gelombang panjang, seperti merah. Inilah alasan utama langit siang tampak biru, bukan putih atau tidak berwarna.
Mengapa langit berwarna jingga atau merah saat matahari terbenam?
Saat matahari terbenam, cahaya matahari harus melewati lapisan atmosfer yang jauh lebih panjang untuk sampai ke matamu, sehingga hampir semua cahaya biru sudah dihamburkan sebelum tiba. Yang tersisa terutama cahaya merah, jingga, dan merah muda yang langsung sampai ke matamu.