La meteorologia è una scienza molto interessante, perché tocca molti ambiti. Quando guardiamo i colori - ad esempio arcobaleni, tramonti, cielo blu - ci avviciniamo alla filosofia. Infatti, una delle grandi domande del filosofo è quella di conoscere la cosa "in sé", o l'"essenza" delle cose. Oggi ci poniamo quindi la domanda sull'"essenza" del colore.
Se guardate la pioggia che cade all'orizzonte vi sembrerà bianca, forse grigia, ma se il sole irrompe tra le vostre spalle verso le nuvole, vedrete apparire un arcobaleno.
Il lago Maggiore, che negli scorsi giorni era blu o turchese, quasi verde, durante un temporale può risultare quasi nero. Eppure è lo stesso lago.
Una barra di ferro che di solito è nera, scaldandosi diventa rossa.
Questi pochi esempi di oggetti che cambiano colore a seconda delle circostanze suggeriscono che il colore non è intrinsecamente legato ad un oggetto, ma è piuttosto una proprietà condizionale. Per capire perché, dobbiamo prima esaminare l'origine dei colori.
Il sole emette delle radiazioni elettromagnetiche in una gamma di lunghezze d'onda estremamente ampia: da meno di 250 a più di 2500 nanometri. La massima intensità di questa radiazione si verifica nella cosiddetta banda "visibile", cioè tra circa 400 e 800 nanometri. Questa parte dello spettro solare è così chiamata perché i nostri occhi sono in grado di percepire queste onde.
Tuttavia, un'onda di per sé non ha colore. Ne consegue che il colore che percepiamo è il risultato di una complessa "interpretazione" che il nostro sistema occhio-cervello fa della lunghezza d'onda che lo stimola, proveniente da qualsiasi fonte luminosa, che può essere emessa direttamente da una sorgente, oppure riflessa, diffusa, rifratta, ecc...
I colori corrispondono quindi alle diverse lunghezze d'onda della banda visibile dello spettro solare e sono distribuiti secondo il diagramma nella figura 1 (gamma visibile). Oltre ai classici colori dell'arcobaleno, il nostro cervello è in grado di visualizzare tutte le tonalità di colori possibili, in base alla mescolanza secondo diverse proporzioni di diverse lunghezze d'onda.
Le bande UV (ultravioletto) e IR (infrarosso) non sono invece percepibili dall'occhio umano.
Quindi, un oggetto vi appare di un determinato colore, perché la lunghezza d'onda proveniente da quell'oggetto (emessa direttamente o ritrasmessa) corrisponde a quel colore nell'interpretazione fatta dal sistema occhio-cervello. Se tutte le lunghezze d'onda della gamma visibile raggiungono contemporaneamente il vostro occhio, il colore risultante sarà bianco. Al contrario, se nessuna radiazione visibile raggiunge il vostro occhio, l'oggetto risulterà nero. Il nero non è quindi un colore, ma l'assenza di colore.
Prendiamo ad esempio il cielo. Quando la luce solare colpisce l'atmosfera terrestre, tutte le lunghezze d'onda sono presenti (anche la luce ultravioletta, fortunatamente assorbita dallo strato di ozono). Tuttavia, quando entra in contatto con le molecole di azoto e ossigeno che compongono l'aria, questa radiazione viene deviata in tutte le direzioni, un fenomeno noto come diffusione. La radiazione a lunghezze d'onda corte corrispondente alla luce blu-viola viene diffusa maggiormente di quella a lunghezze d'onda più lunghe, che passa più facilmente attraverso l'atmosfera. Quindi, il cielo lontano dal sole apparirà blu per effetto della radiazione diffusa; man mano che ci si avvicina al sole, apparirà sempre più bianco. Se ci si trovasse sulla luna, il sole apparirebbe sempre bianco, mentre il cielo stesso sarebbe completamente nero (ad eccezione delle stelle visibili) anche durante il giorno.
Un altro esempio: una barra di ferro riscaldata emette radiazioni infrarosse invisibili, ma che si possono percepire sotto forma di calore avvicinando una mano. Se continuiamo a riscaldare la barra di ferro, l'energia trasmessa alle sue molecole si tradurrà in radiazioni infrarosse di lunghezza d'onda sempre più corte fino a raggiungere la banda visibile dello spettro. A questo punto si inizierà a vedere la barra di ferro diventare rossa, corrispondente quindi alle lunghezze d'onda più lunghe della gamma visibile.
Un ultimo esempio: la maglietta che indosso oggi è rossa, anche se è illuminata da luce bianca. Ciò significa che le lunghezze d'onda diverse da quelle corrispondenti al colore rosso vengono assorbite dal materiale che compone la mia maglietta e che solo la lunghezza d'onda corrispondente al rosso viene riflessa al mio occhio. Ne consegue che se il mio maglione fosse illuminato esclusivamente da luce blu, mi apparirebbe nero, perché il blu verrebbe assorbito.
Ci sono mille modi in cui la luce può interferire con la materia per produrre colori variegati e scintillanti.
Torniamo alla domanda posta all'inizio di questo articolo: i colori esistono? È chiaro che non esiste alcuna entità nell'universo che possa essere definita con il termine "rosso" o "blu". La mia maglietta non è rossa, ma appare rossa, così come il cielo non è blu (di notte è trasparente). È interessante notare che i colori non esistono in modo indipendente da un sistema occhio-cervello in grado di rilevarli, e quindi indipendentemente dalla vita. Se la vita scomparisse dall'universo, un sasso continuerebbe a esistere, ma non il suo colore. Certo, il modo in cui interagirebbe con la luce sarebbe sempre lo stesso, ma potremmo benissimo immaginare un sistema occhio-cervello diverso dal nostro, che potrebbe associare un colore diverso alla stessa lunghezza d'onda. La visione di un oggetto da parte di due persone diverse non è strettamente identica e alcuni animali hanno una visione dei colori diversa dalla nostra. Se fate attenzione, è persino probabile che i vostri due occhi vedano i colori in modo leggermente diverso.
Quindi, se il colore esiste, è nell'occhio di chi lo guarda, non nella cosa osservata. Quando un pittore dà vita a un quadro lo fa dipingendolo, ma ancor più guardandolo. Non appena smette di guardarlo, i suoi colori scompaiono.