Sadržaj
Sunce je kuglica vodika toliko velika da gravitacijski tlak u središtu odstranjuje elektrone od atoma vodika i gura protone tako čvrsto da se međusobno lijepe. "Sticanje" na kraju stvara helij i također oslobađa energiju u obliku fotona gama zraka. Ti se fotoni probijaju kroz čestice na suncu, gubeći nešto energije usput i napokon izlazeći iz sunca kao rendgenske, infracrvene i vidljive svjetlosti. Put od središta do izlaska iz sunca traje mnogo koraka i mnogo godina.
Gama zraci
Stvaranje helija iz vodika u jezgri sunca je trofazni proces koji izravno oslobađa jednu gama zraka, a neizravno oslobađa drugu. Gama zrake su elektromagnetsko zračenje, baš kao i mikrovalne, radio i svjetlosni valovi, što znači da putuju brzinom svjetlosti: 300.000 kilometara u sekundi (186.000 milja u sekundi). Sunce ima radijus od oko 700.000 kilometara (435.000 milja). Stoga biste razumno mogli očekivati da gama zraka izađe izvan sunca otprilike 2,3 sekunde nakon što je stvorena. Ali to se ne događa.
sudari
U jezgri sunca jezgre protona i helija su toliko guste da odašiljata gama zraka ne može doći vrlo daleko prije nego što je apsorbira. Ako zamislite da se gama zraka emitira točno u središtu sunca, onda će početi ravno prema površini. Kad se sruši na proton, rezultat sudara je proton s dodatnom energijom. Proton odustaje od dodatne energije emitirajući još jedan foton gama zraka. Ali ovaj bi se mogao uputiti u bilo kojem smjeru - čak i tamo gdje je započeo. I tako ide, pri čemu se gama zraka kreće od sudara do drugog, mijenjajući svoj smjer svaki put kad se apsorbira i ponovo emitira.
Slučajna šetnja
Zamislite da je momak toliko pijan da se treba pridržati laganog posta da ustane. Želi doći do slijedećeg laganog posta, udaljenog svega 10 koraka, ali je toliko pijan da ne može hodati ravno. K vragu, toliko je pijan da je, nakon što napravi jedan korak, njegov sljedeći korak mogao krenuti u bilo kojem drugom smjeru. To je ono što fizičari i matematičari nazivaju problemom "hodanje pijanica" ili "slučajnim hodanjem". Pitanje je, koliko će trebati da taj tip prijeđe s jednog na drugi svjetiljka? Odgovor je da ako su njegova početna i krajnja točka razdvojeni s 10 koraka, trebaće mu - u prosjeku - 100 koraka da stigne do njega - to je 10 kvadratnih. To je ista situacija s kojom se gama zraka suočava u jezgri sunca.
pretpostavke
Kada pokušavate riješiti problem slučajnim hodom, najvažnija stvar koju trebate znati je koliko su veliki koraci. Postoje dva problema s pronalaženjem fona gama zraka na suncu. Prvo, uvjeti nisu isti na cijelom suncu, pa se udaljenost između gama zraka "sudara" s ostalim česticama. Drugo, nitko nikada nije posjetio središte sunca, pa je svejedno potrebno pretpostaviti neke pretpostavke. Postoje sve vrste razumnih pretpostavki, koje se kreću od jedne desetine milimetra do oko centimetra. Izbor ove udaljenosti ima veliki utjecaj na računanje vremena.
Koliko dugo treba
Polumjer sunca je 700.000 kilometara, što je 7 trilijuna "koraka" ako je svaki korak desetina milimetra, i 70 milijardi koraka ako je svaki korak 1 centimetar. Iz problema pijanca-hodanja znate da je prosječan broj koraka koji je potreban da bi se prošla određena udaljenost jednak kvadratu broja koraka koji bi trebao proći ravno. Tako bi bilo potrebno 49 bilijuna koraka od 0,1 milimetra i 490 milijardi bilijuna koraka od jednog centimetra. Vrijeme potrebno za putovanje tim koracima je ukupna udaljenost podijeljena s brzinom svjetlosti. Dakle, ako mislite da fotoni putuju samo 0,1 milimetar između sudara, trebat će više od pola milijuna godina da foton pobjegne od sunca. Ako mislite da je nešto centimetar, onda će trebati oko 5000 godina da se foton izbaci van sunca.