Untuk memahami bagaimana cahaya merambat dari matahari ke Bumi, Anda harus memahami apa itu cahaya. Cahaya adalah gelombang elektromagnetik - gelombang energi listrik dan magnet yang berosilasi sangat cepat. Ada banyak gelombang elektromagnetik yang berbeda, dan jenisnya ditentukan oleh kecepatan osilasi. Misalnya, gelombang radio berosilasi lebih lambat daripada cahaya, sedangkan sinar-X berosilasi jauh lebih cepat. Gelombang elektromagnetik ini merambat dalam paket kecil yang disebut foton. Karena cahaya bergerak dalam gelombang dan paket foton, ia berperilaku seperti gelombang dan partikel.
Sebagian besar gelombang membutuhkan medium untuk merambat. Misalnya, jika Anda menjatuhkan batu di kolam, itu membuat gelombang di air. Tidak ada air, tidak ada ombak. Karena cahaya terdiri dari foton, bagaimanapun, ia dapat melakukan perjalanan melalui ruang seperti aliran partikel kecil. Foton sebenarnya bergerak lebih cepat melalui ruang angkasa dan kehilangan lebih sedikit energi dalam perjalanannya, karena tidak ada molekul yang memperlambatnya.
Ketika cahaya bergerak melalui ruang angkasa dari matahari, semua frekuensi perjalanan cahaya dalam garis lurus. Namun, ketika cahaya mengenai atmosfer, foton mulai bertabrakan dengan molekul gas. Foton merah, jingga, dan kuning memiliki panjang gelombang yang panjang dan dapat merambat menembus molekul gas. Foton hijau, biru dan ungu, bagaimanapun, memiliki panjang gelombang yang lebih pendek, yang memungkinkan molekul untuk dengan mudah menyerapnya. Molekul-molekul itu menahan foton hanya sesaat, lalu menembakkannya lagi ke arah yang acak. Inilah sebabnya mengapa langit terlihat biru. Banyak dari foton yang tersebar ini terbang menuju Bumi, membuat langit tampak bercahaya. Ini juga mengapa matahari terbenam terlihat merah. Saat matahari terbenam, foton harus melakukan perjalanan melalui lapisan atmosfer yang lebih besar sebelum mencapai mata Anda. Lebih banyak foton frekuensi tinggi diserap, meninggalkan lapisan merah, oranye dan kuning.