Obsah
Slnko je guľa vodíka, ktorá je tak veľká, že gravitačný tlak v strede strháva elektróny z atómov vodíka a tlačí protóny tak pevne dokopy, že sa držia navzájom. „Lepenie“ nakoniec vytvorí hélium a uvoľňuje energiu aj vo forme fotónov gama. Tieto fotóny prechádzajú cez častice na slnku, strácajú určitú energiu pozdĺž cesty a nakoniec sa dostávajú zo slnka ako röntgenové, infračervené a viditeľné svetlo. Cesta z centra k východu zo slnka trvá mnoho krokov a mnoho rokov.
Lúče gama
Vytvorenie hélia z vodíka v jadre Slnka je trojstupňový proces, ktorý priamo uvoľňuje jeden gama lúč a nepriamo uvoľňuje druhý. Gama lúče sú elektromagnetické žiarenie, rovnako ako mikrovlny, rádiové a svetelné vlny, čo znamená, že cestujú rýchlosťou svetla: 300 000 kilometrov za sekundu (186 000 míľ za sekundu). Slnko má polomer asi 700 000 km (435 000 míľ). Dalo by sa teda rozumne očakávať, že gama lúč sa dostane von zo slnka asi 2,3 sekundy po jeho vytvorení. Ale to sa nestane.
kolízie
V jadre slnka sú protóny a jadrá hélia tak silné, že sa emitovaná gama lúča nemôže dostať oveľa skôr, ako sa absorbuje. Ak si viete predstaviť, že gama lúč je emitovaný priamo v strede slnka, potom začne smerovať priamo na povrch. Keď narazí na protón, výsledkom zrážky je protón s extra energiou. Protón sa vzdá tejto mimoriadnej energie emitovaním ďalšieho fotónu gama lúčov. Ale tento mohol smerovať akýmkoľvek smerom - dokonca aj späť, odkiaľ to začalo. A tak to je tak, že gama lúč smeruje z jednej kolízie na druhú a mení svoj smer zakaždým, keď je absorbovaný a znova emitovaný.
Náhodná prechádzka
Predstavte si, že je človek tak opitý, že sa musí postaviť na ľahký stĺp. Chce sa dostať k ďalšiemu svetelnému stĺpu vzdialenému len 10 krokov, ale je tak opitý, že nemôže ísť rovno. Heck, hes tak opitý, že keď urobí jeden krok, môže byť jeho ďalší krok akýmkoľvek iným smerom. To je to, čo fyzici a matematici nazývajú problémom „chôdza pod vplyvom alkoholu“ alebo „náhodná chôdza“. Otázkou je, ako dlho bude trvať, kým sa ten chlap dostane z jedného svetelného zdroja na druhý? Odpoveď je, že ak je jeho počiatočný a konečný bod oddelený 10 krokmi, bude mu v priemere trvať 100 krokov - to je 10 na druhú. To je rovnaká situácia, v ktorej je žiarenie gama žiarenia v jadre slnka.
predpoklady
Keď sa snažíte vyriešiť problém náhodnej chôdze, najdôležitejšou vecou, ktorú musíte vedieť, je to, aké veľké sú kroky. Existujú dva problémy so zistením, že fotón gama lúča je na slnku. Po prvé, podmienky nie sú rovnaké po celom slnku, takže sa vzdialenosť medzi gama lúčmi „zráža“ s inými zmenami častíc. Po druhé, nikto nikdy nenavštívil stred slnka, takže je potrebné urobiť určité predpoklady. Existujú rôzne rozumné predpoklady, ktoré sa pohybujú od jednej desatiny milimetra do zhruba centimetra. Výber tejto vzdialenosti má veľký vplyv na výpočet času.
Ako dlho to potrvá
Polomer slnka je 700 000 kilometrov, čo je 7 biliónov „krokov“, ak je každý krok desatinou milimetra, a 70 miliárd krokov, ak je každý krok 1 centimeter. Z problému problému chôdze pod vplyvom alkoholu viete, že priemerný počet krokov potrebných na získanie určitej vzdialenosti sa rovná štvorcu z počtu krokov, ktoré by podnikol v priamej línii. Trvalo by to 49 biliónov biliónov krokov po 0,1 milimetra a 490 miliárd biliónov krokov po 1 centimetri. Čas potrebný na prekonanie týchto krokov je celková vzdialenosť vydelená rýchlosťou svetla. Ak si teda myslíte, že medzi nárazmi fotóny prechádzajú iba 0,1 milimetra, bude trvať viac ako pol milióna rokov, kým fotón unikne slnku. Ak si myslíte, že je to asi centimeter, bude trvať asi 5 000 rokov, kým sa fotón dostane mimo slnka.