Съдържание
Слънцето е топка от водород, толкова голяма, че гравитационното налягане в центъра премахва електрони от водородните атоми и натиска протоните толкова плътно заедно, че се прилепват един към друг. "Залепването" в крайна сметка създава хелий и също така освобождава енергия под формата на фотони гама-лъчи. Тези фотони си проправят път през частиците на слънцето, губейки малко енергия по пътя си и накрая проправяйки се от слънцето като рентгенови лъчи, инфрачервена и видима светлина. Пътят от центъра до изгряването от слънцето отнема много стъпки и много години.
Гама лъчи
Създаването на хелий от водород в сърцевината на слънцето е тристепенен процес, който директно отделя един гама лъч и индиректно отделя друг. Гама лъчите са електромагнитно излъчване, също като микровълните, радиото и светлинните вълни, което означава, че пътуват със светлината: 300 000 километра в секунда (186 000 мили в секунда). Слънцето има радиус от около 700 000 километра (435 000 мили). Така че бихте могли разумно да очаквате гама лъч да излезе извън слънцето около 2.3 секунди след създаването му. Но това не се случва.
Сблъскване
В ядрото на слънцето протоните и хелиевите ядра са толкова дебели, че излъчваният гама лъч не може да стигне много преди да бъде абсорбиран. Ако си представите, че гама лъч се излъчва точно в центъра на слънцето, той ще започне да се насочва точно към повърхността. Когато се блъсне в протона, резултатът от сблъсъка е протон с допълнителна енергия. Протонът се отказва от тази допълнителна енергия чрез излъчване на друг фотон гама лъчи. Но този може да се насочи във всяка посока - дори и обратно, откъдето е тръгнал. И така върви, като гама лъчът се насочва от един сблъсък към друг, променяйки посоката си всеки път, когато се абсорбира и излъчва отново.
Случайната разходка
Представете си там човек толкова пиян, че трябва да се задържи на лек пост, за да се изправи. Той иска да стигне до следващия лек пост, само на 10 крачки, но той е толкова пиян, че не може да ходи по права линия. По дяволите, той беше толкова пиян, че след като направи една стъпка, следващата му стъпка може да бъде във всяка друга посока. Това е, което физиците и математиците наричат проблем "разходка на пияниците" или "случайна разходка". Въпросът е колко време ще отнеме този човек да премине от един лампион до друг? Отговорът е, че ако началната и крайната му точка са разделени с 10 стъпки, това ще му отнеме - средно - 100 стъпки, за да стигне до там - това е 10 квадрата. Това е същата ситуация, пред която е изправен гама лъчът в сърцевината на слънцето.
Предположения
Когато се опитвате да разрешите проблем със случайно ходене, най-важното, което трябва да знаете, е колко големи са стъпките. Има два проблема с намирането на това за фотон на гама лъчи на слънце. Първо, условията не са едни и същи по цялото слънце, така че разстоянието между гама лъча се „срива“ с други частици. Второ, никой никога не е посещавал центъра на слънцето, така че, така или иначе, трябва да се направят някои предположения. Има всякакви разумни предположения, вариращи от една десета от милиметъра до около сантиметър. Изборът на това разстояние има голямо влияние върху изчисляването на времето.
Колко дълго ще отнеме
Радиусът на слънцето е 700 000 километра, което е 7 трилиона "стъпки", ако всяка стъпка е десета от милиметъра, и 70 милиарда стъпки, ако всяка стъпка е 1 сантиметър. От проблема с разходките с пияници разберете, че средният брой стъпки, необходими за да се постигне определено разстояние, е равен на квадрата от броя на стъпките, които биха били необходими, за да преминете по права линия. Така че ще са необходими 49 трилиона трилиона стъпки от 0,1 милиметър и 490 милиарда трилиона стъпки по 1 сантиметър всяка. Времето, необходимо за изминаване на тези стъпки, е общото разстояние, разделено на скоростта на светлината. Така че, ако смятате, че фотоните изминават само 0,1 милиметра между сривовете, ще са необходими повече от половин милион години, за да избяга фотонът от слънцето. Ако мислите, че е около сантиметър, тогава ще отнеме около 5000 години фотонът да излезе извън слънцето.