En la agitación de la vida moderna encontramos cada vez menos tiempo para detenernos y dedicarnos a la simple contemplación del cielo. Algunas veces, cuando logramos librarnos de la rutina, nos dejamos maravillar por el gigantesco lienzo de formas y colores que se extiende sobre nosotros. 

Ya sea con un azul intenso o con nubes que lo tiñen de blanco, con rojos y púrpuras que encienden los amaneceres, o con arcoíris de colores que brotan sin aviso, el cielo ofrece algunos de los espectáculos más vistosos de la naturaleza. Para la ciencia, el cielo es un laboratorio de física en constante acción, en donde diariamente se ponen a prueba las interacciones de la luz con la materia, que nos revelan una belleza que trasciende a la puramente estética que de por sí ya envuelve. 

Una de las primeras cosas que sorprende a los que se embarcan en una misión al espacio exterior, según relatan los astronautas que lo han experimentado en lanzamientos diurnos, es notar cómo, a medida que se sale del planeta, el entorno se va oscureciendo más y más. El azul celeste se va tornando en azul oscuro, hasta quedar completamente negro. La transición es paulatina mientras dura el ascenso, hasta llegar a los límites de la atmósfera a unos 100 kilómetros, aunque, en realidad a distancias más lejanas se siguen encontrando algunos pocos átomos de nuestra atmósfera terrestre. Las estrellas entonces se ven como diminutos puntos, y el Sol como uno un poco más grande pero rodeado de un tono oscuro abrumador.

Es justamente debido a las propiedades de los gases que componen la atmósfera, como el nitrógeno o el oxígeno, que podemos disfrutar de muchos espectáculos coloridos que pintan el cielo con sus matices. Las moléculas de gas en la atmósfera dispersan la luz azul con mayor facilidad que otros colores debido a su tamaño (corta longitud de onda). Al incidir en la atmósfera la luz blanca del sol, compuesta por una mezcla de todos los colores del arcoíris, la dispersión es responsable del color azul del cielo diurno. 

Cuando el cielo está nublado, el color azul es desplazado por el blanco claro, o más grisáceo. Las nubes están formadas por pequeñas gotas de agua o cristales de hielo que reflejan la luz solar en todas direcciones. A diferencia del oxígeno y el nitrógeno atmosférico, las gotas reflejan todas las longitudes de luz por igual y en todas las direcciones, como si fueran pequeños espejos dispersando la luz por todo el cielo, por lo que vemos las nubes de color blanco. Cuanta más gruesas, y por tanto más agua contengan, mayor será la capacidad de las nubes para bloquear la luz solar y crear sombras sobre ellas mismas, en su parte inferior, y por debajo, formando así los nubarrones oscuros que actúan como señales de advertencia sobre la inminencia de una tempestad.

Al amanecer, o al acercarse el final del día, el cielo nos brinda un espectáculo de colores cálidos que bañan el horizonte. Este fenómeno se debe a que los rayos de luz solar pasan por una cantidad de atmósfera hasta diez veces superior a cuando el sol está sobre nuestras cabezas, perdiendo gran parte de su componente azul por dispersiones repetidas y haciendo que los tonos rojizos sobrevivan. Cuando la atmósfera está más cargada de partículas en suspensión, después de algún incendio o por altos niveles de polvo, el efecto es más notorio, y puede ocurrir incluso en otras horas del día.  Es parecido a lo que ocurre en Marte cuando el polvo rojizo se levanta, creando la ilusión de que el cielo marciano adquiere un tono rojizo.

Nuestra atmósfera es el telón natural donde se forman muchos otros fenómenos, como arcoíris, auroras, lluvias de meteoros, halos solares y lunares. La oscuridad del espacio exterior contrasta con la diversidad de luces y colores que disfrutamos cuando tenemos los pies en la tierra.