Se cadra sabes que á luz fanlle falta só 8 minutos
para chegar a nós desde a superficie do Sol.
Pero, ¿canto pensas que lle leva á luz
viaxar desde o núcleo do Sol ata a súa superficie?
¿Uns poucos segundos, ou un minuto como moito?
Ben, por raro que pareza, a resposta é: moitos miles de anos.
E velaí o porqué.
Os fotóns son producidos por reaccións nucleares profundas no núcleo solar.
Ao saíren do núcleo, os fotóns interactúan con materia e perden enerxía,
converténdose en formas de luz de maiores lonxitudes de onda.
Comezan como raios gamma no núcleo,
e terminan como raios X, luz ultravioleta ou visible, ao achegárense á superficie.
Así e todo, esa viaxe non é nin sinxela nin directa.
Ao nacer, o fotón viaxa a unha velocidade de 300 000 km por segundo
ata que choca cun protón e é desviado noutra dirección,
actuando como un proxectil que rebota en cada partícula cargada con que impacta.
Saber a que distancia chega ese fotón desde o centro do Sol
logo de cada colisión,
coñécese como 'problema de paseo aleatorio'.
A resposta dáa seguinte fórmula:
a distancia é igual ao tamaño do paso pola raíz cadrada do número de pasos.
Así, se dás un paseo aleatorio desde a porta da túa casa
cun ritmo de pasos dun metro por segundo,
tardarías un millón de pasos e 11 días
en andar só un quilómetro.
Entón, ¿canto tempo lle leva a un fotón xerado no centro do Sol
chegar ata ti?
Coñecemos a masa solar
e podemos usala para calcular a cantidade de protóns que ten.
Supoñamos por un segundo que estes protóns teñen distribución uniforme,
e que a distancia media entre eles é de 1 x 10^-10 metros.
Un paseo aleatorio de 690 000 km desde o núcleo ata a superficie do Sol
requiriría 3,9 x 10^37 pasos,
o que dá un tempo total de viaxe de 400 000 millóns de anos.
Hum, iso non pode estar ben.
O Sol ten só 4600 millóns de anos... ¿onde está logo o erro?
En dúas cousas:
En realidade, o Sol non ten densidade uniforme
e os fotóns van perder bastantes protóns entre cada colisión.
En realidade, é a enerxía dun fotón,
que cambia no transcurso da súa viaxe,
a que determina a probabilidade de que interactúe cun protón.
E sobre a cuestión da densidade,
os nosos modelos mostran que o Sol ten un núcleo quente,
onde ocorren as reaccións de fusión.
Ao redor del está a zona de radiación,
seguida pola zona de convección, que se estende ata a superficie.
O material do núcleo é moito máis denso que o chumbo,
mentres que o plasma quente superficial é un millón de veces menos denso
cun continuo de densidades no medio.
E está a relación fotóns-enerxía.
Para un fotón que contén unha pequena cantidade de enerxía,
un protón é realmente enorme,
e ten moita máis probabilidade de facer que o fotón rebote nel.
E para un fotón de alta enerxía, é ao revés.
Os protóns son realmente minúsculos.
Os fotóns empezan con moi altas enerxías
comparados coas que teñen cando son irradiados desde a superficie do Sol.
Se usamos unha computadora e un modelo sofisticado do interior do Sol
para calcular a ecuación do paseo aleatorio con esas cantidades cambiantes
obténse como resultado: 170 000 anos.
Descubertas futuras sobre o Sol poden afinar aínda máis este resultado,
pero por agora, segundo o que sabemos,
a luz que chega hoxe aos teus ollos
botou 170 000 anos rebotando na busca do seu camiño cara á superficie do Sol,
e mais 8 breves minutos no espazo.
Noutras palabras, ese fotón empezou a súa viaxe hai dúas idades do xeo,
pola mesma época en que os seres humanos comezaron a usar roupa.