Воздух у линии горизонта сначала «отфильтровывает» солнечный свет до красного, а после наступления темноты тем же приёмом стирает с неба почти все звёзды. Те же самые молекулы газа и аэрозоли, которые устраивают спектакль заката, затем незримо перераспределяют искусственный свет и формируют знакомое городское свечение неба.
Днём работает рассеяние Рэлея, которое в первую очередь выбивает коротковолновую часть спектра. Интенсивность этого рассеяния растёт как обратная четвёртая степень длины волны, поэтому с прямого пути в сторону уводятся синие и фиолетовые фотоны, а до нас через плотный, пыльный воздух в основном доходят более длинные красные и оранжевые. Дополнительное рассеяние на крупных частицах, описываемое теорией Ми, смягчает и размывает этот низкий солнечный луч, превращая его в широкий кинематографический «залив» света, который мы воспринимаем как алый или янтарный закат.
Ночью физика никуда не исчезает, просто меняется источник освещения. Фонари, рекламные щиты и окна излучают в основном белый свет с сильной синей составляющей. Те же рассеивающие центры Рэлея особенно эффективно «хватают» и перенаправляют коротковолновый компонент, а аэрозоли работают как размытое зеркало. Вместо разового пути «Солнце — глаз» атмосфера многократно рассеивает фотоны в стороны и вниз — своеобразное оптическое нарастание энтропии, когда свет города размазывается в светящийся купол над ним.
Свет далёких звёзд у поверхности Земли и так едва различим. Добавьте к этому многократное рассеяние, поглощение загрязнителями и направленный избыток синего света от светодиодных источников — и отношение сигнала к фону резко падает. Астрономы описывают это как рост яркости фона неба; для обычного наблюдателя результат выглядит как выцветший свод, где могут пробиться только самые яркие планеты. Тот же столб воздуха, который днём вырезает на горизонте тонкую красную полосу заката, ночью превращается в подсвеченный экран, на фоне которого гаснет космос, ещё недавно открытый нашему взгляду.
