Esta es una pregunta muy interesante y profunda.
Hay algunas razones por las cuales la luz del Sol no puede alcanzar por debajo de unos 200 metros, pero nos ilumina a través de muchos kilómetros de atmósfera. Las razones principales son la frecuencia de la luz misma y las propiedades de la materia a través de la cual viaja.
- Si dos trenes viajan uno hacia el otro, ambos viajando con la velocidad de la luz, ¿cuál sería su velocidad relativa?
- Si viajaras a la velocidad de la luz, ¿aún podrías ver algo frente a ti?
- La luz emite luz, pero ¿aumenta la velocidad de la luz emitida al igual que un atleta corriendo lanzando una pelota que tiene más velocidad que el atleta?
- ¿Por qué los "rayos de luz" perpendiculares no se molestan entre sí?
- ¿Cuánto tiempo pasará antes de que se encuentre otro medio de información más rápido además de la luz?
¿Desde qué distancia viaja la luz en el océano?
La luz del sol a través del agua del océano tiende a filtrar el espectro rojo muy rápidamente. Si alguna vez has buceado o incluso buceado, es posible que hayas notado que las marcas rojas en los peces y los corales son muy opacas e incluso no se pueden distinguir de tonos similares de otros colores: falta el contenido rojo de la luz, por lo que la visión humana no puede unir tonos rojos mezclados.
La superficie del agua refleja parte de la luz, mientras que los fotones restantes que penetran en la superficie del aire / agua comienzan a refractarse, dispersarse y finalmente son absorbidos por partículas opacas suspendidas en el agua.
Un proceso muy similar ocurre en la atmósfera de la Tierra pero en un grado mucho menos notable.
¿Por qué es azul el cielo?
La luz del Sol se extiende sobre una curva de radiación de cuerpo negro que está dictada por la temperatura de la superficie de la fotosfera de una estrella. Para el Sol que está alrededor de 5780K (la curva de la línea gris en la gráfica anterior).
La atmósfera de la Tierra absorbe porciones del espectro irradiado en función de su contenido, y en este caso una parte de la luz ultravioleta llega a la superficie, la mayoría de la luz visible lo atraviesa (es interesante considerar un enlace de evolución biológica), y el infrarrojo tiende para reducirse con bandas de absorción muy fuertes donde el vapor de agua bloquea fragmentos del espectro.
La mayoría de los gases atmosféricos (N2 y O2 principalmente) son transparentes para el espectro visible de la luz, y la porción ‘azul’ de mayor energía sufre de dispersión de Rayleigh. Dando así al cielo su color característico.
En esencia, la profundidad que penetra la luz se basa en la cantidad de dispersión en el medio y la densidad de partículas opacas.
Para la luz que viaja entre las estrellas, no hay medio (o muy raramente nada) para que atraviese y, por lo tanto, los fotones no se ven impedidos. El único efecto que sufren los fotones, aparte del átomo de hidrógeno ocasional o raramente algo más alto en la tabla periódica, es el “estiramiento” del espacio-tiempo que afecta la frecuencia del fotón. El desplazamiento al rojo del fondo cósmico de microondas es el resultado de la luz que viaja grandes distancias y tiempos.
