今朝、コーヒーを淹れながら窓の外を見ていたら、息子が「空はなんで青いの?」と聞いてきた。私は反射的に「太陽の光が大気で反射するから」と答えかけて、はっとした。それは正確ではない。

空が青い理由は反射ではなく、散乱という現象による。太陽光は様々な波長の光の集まりで、それが大気中の窒素や酸素の分子にぶつかると、波長の短い青い光ほど強く四方八方に散らばる。この現象をレイリー散乱と呼ぶ。波長が短いほど散乱の強さは約4乗に比例して大きくなる。だから紫はもっと散乱するはずだが、太陽光に含まれる紫の量が少ないこと、そして人間の目が青により敏感なことから、空は青く見える。

息子に説明するため、懐中電灯と水を入れたグラス、それに牛乳を一滴垂らして実験してみた。「ほら、横から見ると青っぽく見えるだろう?」光が小さな粒子で散乱されると、青い成分が優先的に散らばる様子を再現できた。息子は「へえ」と目を丸くしていたが、すぐに飽きて遊びに行ってしまった。

ただし、この説明にも限界がある。夕焼けが赤いのは、太陽光が大気を長く通過する間に青い光が散乱し尽くして、赤やオレンジだけが残るからだ。また、高度が上がって大気が薄くなると空は暗くなり、宇宙では黒になる。散乱する分子がなければ、光はまっすぐ進むだけだ。

科学的な説明は、日常の「なんで?」に答える道具だ。でも完璧な答えなどない。大切なのは、わかっていることとわかっていないことの境界を意識することだと思う。息子がまた質問してきたら、今度はもう少し丁寧に、そして一緒に考えながら答えたい。

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