Eclissi di luna: perché la luna si vede rossa?

Domani ci sarà un'eclissi di luna. Succede quando la terra si frappone fra sole e luna, impedendo quindi alla luce proveniente dal sole di illuminare la luna, che altrimenti ci apparirebbe come luna piena, come mostrato nello schemino della figura, che ovviamente non è in scala reale. 

I media l'hanno definita la "luna di sangue", tanto per fare colpo, ma il motivo è che la luna durante l'eclissi appare effettivamente rossa.

Domanda: perché rossa e non semplicemente scura? O magari del tutto nera, visto che la terra è certamente uno scudo impenetrabile per i raggi del sole.

Il merito del colore rosso, che rende sicuramente affascinante un'eclissi di luna, è dell'atmosfera terrestre, e di un fenomeno ottico che si chiama Diffusione Rayleigh, oppure, in inglese, Rayleigh Scattering.

La luce del sole è in realtà una sovrapposizione di onde elettromagnetiche di frequenze diverse, dal rosso al giallo, al verde via via fino al blu e violetto. Quando la luce entra nell'atmosfera terrestre, interagisce con le sue particelle in modo diverso a seconda della sua frequenza, e viene diffusa (deviata) verso direzioni diverse da quella iniziale. In particolare, la luce blu, che ha frequenza maggiore, viene deflessa maggiormente da quella rossa, che ha frequenza minore.

Allora durante un'eclissi succede che quando la luce incontra la terra, essa viene completamente assorbita, e non c'è verso che passi. Ma quando invece passa sui bordi esterni del cerchio terrestre, attraversando l'atmosfera, la luce viene diffusa in modo diverso a seconda delle sue diverse frequenze, ovvero del suo colore, e le frequenze blu vengono deviate molto poi di quelle rosse. 

Il risultato è che ila componente blu verrà deviata a grande angolo, e in direzione della luna arriverà solo la parte rossa della luce, che verrà poi anche un po' rifratta dall'atmosfera stessa in modo da illuminare tutto il disco lunare. Ed ecco che la luna ci appare rossa.

Questo stesso fenomeno è responsabile del fatto che il cielo, di giorno, è blu! La componente azzurra della luce che viene dal sole viene infatti diffusa molto di più di quella rossa, e viene quindi sparpagliata da tutte le parti, facendo apparire il cielo blu. In teoria dovrebbe essere violetto, e non blu, perché il violetto è diffuso ancor più del blu. Però il nostro occhio ha recettori che vedono meglio il blu del violetto, e quindi il violetto perde rispetto al blu. 

Ed è anche lo stesso motivo per cui al tramonto il sole è arancione. Il motivo è che al tramonto la luce del sole, essendo radente, attraversa più atmosfera per arrivare ai nostri occhi di quanto non faccia in pieno giorno. E quindi il maggiore spessore dell'atmosfera diffonde maggiormente la componente blu di quanto non accada in pieno giorno, facendo apparire il sole più rosso. E' una questione di sottrazione, insomma. Tolgo il blu, resta il rosso. Sempre il solito Scattering Rayleigh, sempre la fisica, da tutte le parti!

Ah, dimenticavo! Tutto questo vale per le persone normali. Per i terrapiattisti, invece, sulla luna si vedrà soltanto una riga nera.