Por que luzes distantes no horizonte da cidade piscam ou ficam tremulantes?

Quando você põe uma colher dentro de um copo d’água transparente, o talher parece entortar visto de fora (o mesmo acontece com quem está só com as pernas dentro da piscina). Isso acontece porque a trajetória e velocidade da luz se alteram quando os raios passam da água para o vidro – e depois, do vidro para o ar –  no caminho até seus olhos. O nome desse fenômeno é refração. 

A atmosfera é uma estrada irregular para a luz: a temperatura, umidade e densidade do ar variam um bocado sobre uma cidade. Em um bairro, pode haver uma fábrica que libera poluentes; em outro, um parque que aumenta a umidade e diminui a temperatura.

Isso significa que o índice de refração varia ao longo do trajeto. Não muito, mas o suficiente para alterar a trajetória da luz no caminho da fonte para os nossos olhos. Um desvio angular de apenas 0,1 grau, numa distância de 1 km, já altera o local em que a luz vai incidir em cerca de 1,7 m. 

“Pequenas variações do índice de refração ao longo da atmosfera podem provocar desvios relevantes na trajetória da luz provenientes de fontes luminosas distantes: ora a luz chega aos nossos olhos, ora ela é desviada e a impressão é que a fonte luminosa está piscando”, diz o físico Cláudio Furukawa, da USP. “É como se uma pessoa estivesse apontando uma lanterna para os nossos olhos e balançasse ela para dentro e fora do nosso campo de visão.”

Pergunta de @dusampaio_, via Instagram.