Чому сонячне світло таке старе?
Шлях частинок світла, або фотонів, у Сонці виявляється далеко не таким простим, як може здаватися на перший погляд. Це пояснює, чому світло, що досягає нас, має значний вік.
Щодня наша планета отримує світло від Сонця, яке насправді є дуже давнім. Частина цього світла може мати вік, подібний до єгипетських пірамід, інша — походити з часів неандертальців, а ще одна частина сягає давнішої ери, ніж існування Homo sapiens. Як це можливо?
У Всесвіті світло рухається з максимальною за законами фізики швидкістю — приблизно 300 000 км/с. Однак ця швидкість досягається тільки у вакуумі, а в Сонці світло не йде прямою лінією, що призводить до того, що його подорож триває тисячі років.
Радіус Сонця становить 695 700 кілометрів, тому фотон може подолати цю відстань всього за дві секунди. Але оскільки Сонце не є порожнім простором, це суттєво ускладнює ситуацію.
Сонце складається з водневої плазми, протонів і електронів, які не мають стандартної атомної форми. Плазма — це четвертий стан матерії, своєрідна рідина з заряджених частинок. Ці частинки постійно поглинають фотони, а потім випромінюють їх в іншому напрямку. Таким чином, світло всередині Сонця не рухається прямо, а скоріше, як м’яч для настільного тенісу, постійно відскакуючи від поверхні Сонця, перш ніж вийти в космос.
Це випадкове блукання фотонів триває певний час, в залежності від щільності частинок. Середня довжина вільного пробігу для фотонів в Сонці становить близько 1 сантиметра. Отже, якщо б фотон йшов у прямій лінії, йому знадобилося б близько 70 мільярдів “кроків”. Фактична відстань, пройдена фотоном, дорівнює квадрату цієї цифри, що складає приблизно 4,9 мільярда трильйонів сантиметрів, що вдвічі більше відстані до центру нашої галактики. Для цього світлу потрібно понад 5000 років.
Оскільки фактична інтервал в кроках є квадратом, це підвищує необхідний час для подорожі від ядра Сонця до його зовнішньої частини до понад 500 000 років. Складніші моделі припускають, що цей процес може займати і 170 000 років.
Вік кожного фотона складно оцінити, але безсумнівно, що сонячне світло має значну старість. Тільки після того, як воно покине поверхню Сонця, досягнення Землі займає всього 8 хвилин 20 секунд.
Інші новини науки
Вчені з’ясували, що на Сонці було зафіксовано незвичайний радіосигнал, який тривав цілих 19 днів.
У системі Нептуна стався природний катаклізм: знайдено єдиного вцілілого супутника, Нереїду, чиє походження тепер розгадане.
