Pour comprendre comment la lumière voyage du soleil à la Terre, vous devez comprendre ce qu'est la lumière. La lumière est une onde électromagnétique - une onde d'énergie électrique et magnétique oscillant très rapidement. Il existe de nombreuses ondes électromagnétiques différentes, et le type est déterminé par la vitesse d'oscillation. Par exemple, les ondes radio oscillent plus lentement que la lumière, tandis que les rayons X oscillent beaucoup plus rapidement. Ces ondes électromagnétiques voyagent en petits paquets appelés photons. Parce que la lumière voyage à la fois par ondes et par paquets de photons, elle se comporte à la fois comme une onde et une particule.
La plupart des vagues nécessitent un médium pour voyager. Par exemple, si vous laissez tomber une pierre dans un étang, elle fait des vagues dans l'eau. Pas d'eau, pas de vagues. Cependant, comme la lumière est constituée de photons, elle peut voyager dans l'espace comme un flux de minuscules particules. En fait, les photons voyagent plus rapidement dans l'espace et perdent moins d'énergie en cours de route, car aucune molécule ne les ralentit.
Lorsque la lumière voyage dans l'espace depuis le soleil, toutes les fréquences de la lumière se déplacent en ligne droite. Cependant, lorsque la lumière frappe l'atmosphère, les photons commencent à entrer en collision avec les molécules de gaz. Les photons rouges, oranges et jaunes ont de longues longueurs d'onde et peuvent traverser les molécules de gaz. Cependant, les photons verts, bleus et violets ont des longueurs d'onde plus courtes, ce qui permet aux molécules de les absorber facilement. Les molécules ne retiennent le photon qu'un instant, puis les projettent à nouveau dans une direction aléatoire. C'est pourquoi le ciel semble bleu. Beaucoup de ces photons dispersés volent vers la Terre, donnant l'impression que le ciel brille. C'est aussi pourquoi les couchers de soleil sont rouges. Au coucher du soleil, les photons doivent traverser une plus grande couche d'atmosphère avant d'atteindre vos yeux. Une plus grande partie des photons de fréquence plus élevée est absorbée, laissant des couches de rouge, d'orange et de jaune.