כדי להבין כיצד האור עובר מהשמש לכדור הארץ, עליכם להבין מהו אור. אור הוא גל אלקטרומגנטי - גל של אנרגיה חשמלית ומגנטית המתנודד במהירות רבה. ישנם גלים אלקטרומגנטיים רבים ושונים, והסוג נקבע על ידי מהירות התנודה. לדוגמא, גלי רדיו מתנדנדים לאט יותר מאשר אור, ואילו צילומי רנטגן מתנדנדים הרבה יותר מהר. גלים אלקטרומגנטיים אלה נעים בחבילות קטנות הנקראות פוטונים. מכיוון שאור נע בשני הגלים ובחבילות הפוטונים, הוא מתנהג כמו גל וחלקיק.
רוב הגלים דורשים מדיום לנסיעה בו. לדוגמא, אם אתה משליך סלע בבריכה, הוא יוצר גלים במים. בלי מים, בלי גלים. אולם מכיוון שהאור מורכב מפוטונים, הוא יכול לנוע בחלל כמו זרם של חלקיקים זעירים. הפוטונים למעשה עוברים מהר יותר בחלל ומאבדים פחות אנרגיה בדרך, מכיוון שאין מולקולות בדרך להאט אותן.
כאשר האור עובר דרך החלל מהשמש, כל תדרי האור נעים בקו ישר. אולם כאשר האור פוגע באטמוספירה, הפוטונים מתחילים להתנגש במולקולות גז. לפוטונים אדומים, כתומים וצהובים אורכי גל ארוכים והם יכולים לנוע ממש דרך מולקולות הגז. עם זאת, לפוטונים ירוקים, כחולים וסגולים אורכי גל קצרים יותר, המאפשרים למולקולות לקלוט אותם בקלות. המולקולות מחזיקות את הפוטון לרגע בלבד, ואז יורים החוצה לכיוון אקראי. זו הסיבה שהשמיים נראים כחולים. רבים מהפוטונים המפוזרים הללו עפים לעבר כדור הארץ, מה שגורם לשמיים להאיר. זו גם הסיבה ששקיעות נראות אדומות. בשקיעה, הפוטונים צריכים לעבור דרך שכבה גדולה יותר של אווירה לפני שהם מגיעים לעינייך. יותר מהפוטונים בתדירות גבוהה יותר נספגים, ומשאירים שכבות של אדום, כתום וצהוב.