WEBVTT

00:00:06.794 --> 00:00:10.400
Być może wiesz, że światło 
potrzebuje szybkich ośmiu minut,

00:00:10.400 --> 00:00:13.123
żeby dotrzeć do nas z powierzchni Słońca.

00:00:13.123 --> 00:00:15.056
Ile więc czasu zajmie światłu

00:00:15.056 --> 00:00:18.453
dotarcie z jądra Słońca
do jego powierzchni?

00:00:18.453 --> 00:00:21.539
Kilka sekund, góra minutę?

00:00:21.539 --> 00:00:25.977
Choć może wydawać się to dziwne,
trwa to wiele tysięcy lat.

00:00:25.977 --> 00:00:27.323
Oto powód.

00:00:27.323 --> 00:00:32.139
Fotony powstają w reakcjach nuklearnych
głęboko w jądrze Słońca.

00:00:32.139 --> 00:00:37.564
Po uwolnieniu z jądra fotony wchodzą 
w interakcje z materią i tracą energię,

00:00:37.564 --> 00:00:40.962
stając się formą światła
o większej długości fali.

00:00:40.962 --> 00:00:43.637
Zaczynają w jądrze
jako promieniowanie gamma,

00:00:43.637 --> 00:00:49.961
kończąc przy powierzchni jako promienie X,
ultrafiolet albo światło widzialne.

00:00:49.961 --> 00:00:54.356
Jednak ta podróż nie jest 
ani łatwa, ani bezpośrednia.

00:00:54.356 --> 00:01:01.712
Od narodzin foton wędruje z prędkością
300 tysięcy kilometrów na sekundę,

00:01:01.712 --> 00:01:06.621
aż zderzy się z jakimś protonem
i zostanie skierowany w inną stronę

00:01:06.621 --> 00:01:11.543
niczym kula odbijająca się rykoszetem
od każdej napotkanej dodatniej cząsteczki.

00:01:11.543 --> 00:01:15.387
Pytanie, jaką odległość przebywa
taki foton od środka Słońca

00:01:15.387 --> 00:01:17.251
po każdym zderzeniu,

00:01:17.251 --> 00:01:20.332
to główne zagadnienie
tak zwanego błądzenia losowego.

00:01:20.332 --> 00:01:22.586
Odpowiedź da nam ten wzór.

00:01:22.586 --> 00:01:28.146
Odległość równa się wielkość kroku
razy pierwiastek z dwóch ilości kroków.

00:01:28.146 --> 00:01:31.198
Zaczynając błądzenie losowe 
u progu swojego domu,

00:01:31.198 --> 00:01:33.753
wykonując co sekundę metrowy krok,

00:01:33.753 --> 00:01:37.835
wykonalibyście milion kroków
w jedenaście dni,

00:01:37.835 --> 00:01:40.505
a pokonalibyście tylko jeden kilometr.

00:01:40.505 --> 00:01:45.357
Ile czasu powstały w jądrze Słońca
foton potrzebowałby,

00:01:45.357 --> 00:01:47.313
żeby do nas dotrzeć?

00:01:47.313 --> 00:01:49.055
Znamy masę Słońca

00:01:49.055 --> 00:01:53.094
i dzięki temu możemy wyliczyć
ilość zawartych w nim fotonów.

00:01:53.094 --> 00:01:57.978
Załóżmy chwilowo, że protony w Słońcu
są rozłożone równomiernie,

00:01:57.978 --> 00:02:04.854
średnia odległość między nimi
niech wynosi 1,0 x 10^-10 metra.

00:02:04.854 --> 00:02:11.149
Błądzenie losowe przez 690 tysięcy
kilometrów od jądra do powierzchni Słońca

00:02:11.149 --> 00:02:17.730
potrzebowałoby 3,9 x 10^37 kroków,

00:02:17.730 --> 00:02:22.389
a całkowity czas podróży
wyniósłby 400 miliardów lat.

00:02:22.389 --> 00:02:24.662
Coś się nie zgadza.

00:02:24.662 --> 00:02:28.714
Słońce ma zaledwie 4,6 miliarda lat,
co poszło nie tak?

00:02:28.714 --> 00:02:30.255
Dwie rzeczy.

00:02:30.255 --> 00:02:33.047
Słońce nie ma stałej gęstości,

00:02:33.047 --> 00:02:38.435
więc fotony ominą niektóre protony
pomiędzy swoimi zderzeniami.

00:02:38.435 --> 00:02:41.079
Tak naprawdę energia fotonu,

00:02:41.079 --> 00:02:43.711
zmieniająca się w trakcie jego podróży,

00:02:43.711 --> 00:02:47.204
określa, jak zachowa się on wobec protonu.

00:02:47.204 --> 00:02:48.790
Jeżeli chodzi o gęstość,

00:02:48.790 --> 00:02:51.707
nasze modele zakładają,
że Słońce ma gorące jądro,

00:02:51.707 --> 00:02:54.063
w którym zachodzą reakcje termojądrowe.

00:02:54.063 --> 00:02:56.553
Otacza je strefa promienista,

00:02:56.553 --> 00:03:01.419
a następnie strefa konwektywna
rozciągająca się aż do powierzchni.

00:03:01.419 --> 00:03:04.996
Materiał w jądrze jest gęstszy niż ołów,

00:03:04.996 --> 00:03:09.621
podczas gdy gorąca plazma
przy powierzchni jest milion razy rzadsza,

00:03:09.621 --> 00:03:12.382
z zachowaniem ciągłości pomiędzy nimi.

00:03:12.382 --> 00:03:15.570
A oto relacja pomiędzy fotonem a energią.

00:03:15.570 --> 00:03:18.738
W porównaniu do fotonu niosącego
niewielki ładunek energetyczny

00:03:18.738 --> 00:03:21.352
proton jest znacznie większy,

00:03:21.352 --> 00:03:24.884
więc zwiększa się prawdopodobieństwo,
że odbije foton rykoszetem.

00:03:24.884 --> 00:03:28.663
Sprawa wygląda odwrotnie
przy wysokoenergetycznych fotonach.

00:03:28.663 --> 00:03:30.695
Protony niewiele mogą im zrobić.

00:03:30.695 --> 00:03:33.522
Fotony startują z bardzo wysoką energią

00:03:33.522 --> 00:03:37.001
w porównaniu do momentu
opuszczenia powierzchni Słońca.

00:03:37.001 --> 00:03:42.099
Za pomocą komputera
i specjalnego modelu wnętrza Słońca

00:03:42.099 --> 00:03:46.464
obliczymy równanie błądzenia losowego
przy tych zmiennych wartościach.

00:03:46.464 --> 00:03:52.436
Wychodzi 170 tysięcy lat.

00:03:52.436 --> 00:03:56.732
Przyszłe odkrycia dotyczące Słońca
mogą przedefiniować tę liczbę,

00:03:56.732 --> 00:03:59.565
ale póki co wiedza naukowa pozwala sądzić,

00:03:59.565 --> 00:04:01.913
że światło wpadające dziś do naszych oczu

00:04:01.913 --> 00:04:07.562
spędziło 170 tysięcy lat, przebijając się
w drodze do powierzchni Słońca,

00:04:07.562 --> 00:04:10.613
plus dodatkowe osiem minutek w kosmosie.

00:04:10.613 --> 00:04:15.728
Innymi słowy, ten foton zaczął 
podróż dwie epoki lodowcowe temu,

00:04:15.728 --> 00:04:20.434
mniej więcej w tym czasie, 
kiedy ludzie zaczęli nosić odzież.