Tán Xạ Rayleigh Giải Thích Bầu Trời Xanh và Màu Mắt Xanh

Hiện tượng bầu trời mang sắc xanh đặc trưng được lý giải khoa học thông qua nguyên lý Tán xạ Rayleigh. Nhà truyền thông khoa học Andrea Danta trình bày chi tiết về cơ chế này trên chương trình 'Serendipias' của đài Cadena SER trong một tập phát sóng được cập nhật vào tháng 12 năm 2025. Khi ánh sáng mặt trời tương tác với các hạt khí quyển cực nhỏ, chủ yếu là nitơ và oxy, các bước sóng ngắn hơn như ánh sáng xanh bị phân tán mạnh mẽ hơn đáng kể so với các bước sóng dài hơn như ánh sáng đỏ. Ignacio Crespo nhấn mạnh rằng màu xanh được cảm nhận trên khắp không gian khí quyển, khác biệt với các màu sắc khác đòi hỏi phải quan sát trực tiếp hướng về phía Mặt Trời.

Nguyên lý Tán xạ Rayleigh không chỉ chi phối màu sắc của bầu trời mà còn là cơ sở khoa học đằng sau màu xanh của đại dương và màu mắt xanh ở con người, bác bỏ quan niệm sai lầm rằng mắt xanh chỉ là sự phản chiếu của ánh sáng. Sự tương đồng về mặt vật lý này được củng cố bởi các nghiên cứu về cấu trúc mắt, cho thấy mắt xanh không chứa sắc tố xanh dương thực sự trong lớp trên của mống mắt, gọi là stroma, vốn có tính chất trong suốt. Ánh sáng khi chiếu vào lớp stroma này bị tán xạ, và theo Tán xạ Rayleigh, ánh sáng xanh có bước sóng ngắn sẽ bật ngược ra ngoài, tạo nên hiệu ứng thị giác màu xanh lam đặc trưng.

Xét về mặt lịch sử, tất cả mọi người trên Trái Đất ban đầu đều sở hữu đôi mắt màu nâu từ hàng ngàn năm trước. Sự khác biệt về màu sắc này là kết quả của một đột biến gen đơn lẻ, cụ thể là ở gen OCA2, gen này điều chỉnh quá trình sản xuất melanin, sắc tố quyết định màu sắc của mắt, tóc và da. Nghiên cứu chuyên sâu được dẫn dắt bởi Giáo sư Hans Eiberg thuộc Đại học Copenhagen, được tái khẳng định vào năm 2025, đã chỉ ra mối liên hệ di truyền chặt chẽ, quy tất cả những người có mắt xanh về một tổ tiên chung duy nhất.

Tổ tiên này được cho là đã sống cách đây khoảng 6.000 đến 10.000 năm, có khả năng ở khu vực phía Bắc Biển Đen. Đột biến di truyền này, nằm cụ thể trong gen HERC2 liền kề, hoạt động như một công tắc phân tử, giới hạn nghiêm ngặt việc sản xuất melanin trong mống mắt, làm loãng sắc tố nâu thành màu xanh mà không gây ra tình trạng bạch tạng hoàn toàn. Sự giới hạn biểu hiện gen OCA2 thông qua một yếu tố điều hòa trong HERC2 đã được xác định là nguyên nhân cốt lõi. Sự lan truyền của đặc điểm di truyền này qua nhiều thế hệ là minh chứng cho sự thành công của cơ chế chọn lọc tự nhiên hoặc sự hấp dẫn của đặc điểm này trong xã hội thời kỳ đó.

Các nghiên cứu so sánh DNA ty thể và màu mắt của các cá thể mắt xanh ở các quốc gia đa dạng như Jordan, Đan Mạch và Thổ Nhĩ Kỳ đã củng cố kết luận về nguồn gốc chung này, bắt đầu từ những nghiên cứu ban đầu của Giáo sư Eiberg từ năm 1996 liên quan đến vai trò của gen OCA2. Những người có mắt nâu thể hiện sự đa dạng đáng kể trong khu vực DNA kiểm soát sản xuất melanin, trái ngược với sự đồng nhất di truyền ở nhóm mắt xanh. Mặc dù có những giả thuyết khác về sự tiến hóa của mắt xanh liên quan đến việc hấp thụ Vitamin D ở các vĩ độ cao hơn, bằng chứng từ DNA cổ đại, như phân tích răng 7.000 năm tuổi La Brana 1 ở Tây Ban Nha, cho thấy người đàn ông này có da và tóc đen nhưng mắt xanh, điều này làm phức tạp hóa mối liên hệ tiến hóa đồng thời giữa màu da sáng và màu mắt sáng. Sự tồn tại của một đột biến sáng lập duy nhất cho màu mắt xanh cho thấy một sự kiện di truyền tương đối cô lập và có ảnh hưởng sâu rộng trong lịch sử loài người.