Vsebina
Sonce je kroglica vodika tako velika, da gravitacijski tlak v središču odstrani elektrone od vodikovih atomov in potisne protone tako tesno skupaj, da se držijo drug drugega. "Lepljenje" sčasoma ustvari helij in sprosti tudi energijo v obliki fotonov gama žarkov. Ti fotoni se prebijejo skozi delce na soncu, na poti izgubijo nekaj energije in se končno podajo ven iz sonca kot rentgenski žarki, infrardeča in vidna svetloba. Pot od središča do izstopa iz sonca traja veliko korakov in veliko let.
Gama žarki
Ustvarjanje helija iz vodika v sončevem jedru je tristopenjski proces, ki enega gama žarkov neposredno sprošča, drugega pa posredno sprošča. Gama žarki so elektromagnetno sevanje, tako kot mikrovalovi, radio in svetlobni valovi, kar pomeni, da potujejo s svetlobno hitrostjo: 300.000 kilometrov na sekundo (186.000 milj na sekundo). Sonce ima polmer okoli 700.000 kilometrov (435.000 milj). Tako lahko upravičeno pričakujete, da bo gama žarek prišel zunaj sonca približno 2,3 sekunde po njegovem ustvarjanju. A to se ne zgodi.
Trki
V jedru sonca so protoni in helijeva jedra tako debeli, da izpuščeni gama žarki ne dosežejo veliko daleč, preden se absorbira. Če si predstavljate, da gama žarek oddaja prav v središču sonca, se bo začel usmerjati desno na površino. Ko se zruši v proton, je rezultat trka proton z dodatno energijo. Proton se odpove tej dodatni energiji, tako da oddaja drug foton gama žarkov. Toda ta bi se lahko usmeril v katero koli smer - tudi tja, kamor se je začel. In tako gre tako, da gama žarki od ene trke v drugo spreminjajo svojo smer vsakič, ko se absorbira in ponovno oddaja.
Naključni sprehod
Predstavljajte si, da je fant tako pijan, da se mora zadržati na lahkem postu, da vstane. Želel bi priti do naslednje lahke postojanke, le 10 korakov stran, vendar je tako pijan, da ne more hoditi po ravni črti. Hudiča, hec je bil tako pijan, da bi lahko naslednji korak naredil v katero koli drugo smer. To je tisto, kar fiziki in matematiki imenujejo problem "pijančevanje" ali "naključni sprehod". Vprašanje je, koliko časa bo trajalo, da ta fant pride od enega svetilnika do drugega? Odgovor je, da če sta njegovo izhodišče in končna točka ločena z 10 koraki, bo v povprečju potreboval 100 korakov, da pride do tja - to je 10 kvadratov. To je enaka situacija, s katero se gama žarek spopada v jedru sonca.
Predpostavke
Ko poskušate rešiti težavo z naključno hojo, je najpomembnejše, kar morate vedeti, kako veliki so koraki. Obstajata dve težavi pri iskanju fotona gama žarkov na soncu. Prvič, pogoji po vsem soncu niso enaki, zato se razdalja med gama žarkom "zruši" z drugimi delci. Drugič, nihče še ni obiskal središča sonca, zato je treba vseeno nekaj domnevati. Obstajajo vse vrste razumnih predpostavk, ki segajo od ene desetine milimetra do približno centimetra. Izbira te razdalje močno vpliva na izračun časa.
Kako dolgo traja
Polmer sonca je 700.000 kilometrov, kar je 7 trilijonov "korakov", če je vsak korak desetina milimetra, in 70 milijard korakov, če je vsak korak 1 centimeter. Iz problema pijančevanja-hoje veste, da je povprečno število korakov, ki jih potrebuje, da dosežete določeno razdaljo, enako kvadratu števila korakov, ki bi jih morali narediti po ravni črti. Torej bi bilo potrebnih 49 bilijonov milijard korakov 0,1 milimetra in 490 milijard milijard korakov po 1 centimeter. Čas, potreben za prehod teh korakov, je skupna razdalja, deljena s hitrostjo svetlobe. Če torej mislite, da fotoni potujejo le 0,1 milimetra med trki, bo trajalo več kot pol milijona let, da foton uide soncu. Če menite, da je približno centimeter, potem bo trajalo približno 5000 let, da se foton pojavi zunaj sonca.