Você pode saber que a luz leva apenas oito minutos
para chegar até nós vinda da superfície do Sol,
mas quanto tempo você acha que a luz gasta
para ir do núcleo do Sol até a superfície dele?
Alguns segundos ou no máximo um minuto?
Bem, curiosamente, a resposta é: muitos milhares de anos.
Eis o motivo:
os fótons são produzidos por reações nucleares
nas profundezas do núcleo Solar.
Os fótons, ao saírem do núcleo,
interagem com a matéria e perdem energia,
virando formas de luz de maior comprimento de onda.
Eles começam como raios gama no núcleo
e terminam como raios X, luz ultravioleta ou visível
quando se aproximam da superfície.
Entretanto, não é uma jornada simples nem direta.
Depois de produzidos, cada fóton viaja à velocidade de 300 mil km/s
até colidir com um próton e sofrer um desvio na sua trajetória,
agindo como um projétil que ricocheteia em toda partícula carregada que atinge.
A questão da distância que o fóton atinge a partir do centro do Sol
após cada colisão,
é conhecida como o problema do passeio aleatório.
A resposta é dada por esta fórmula:
a distância é igual ao tamanho do passo vezes a raiz quadrada do número de passos.
Se você fizer um passeio aleatório saindo da porta de sua casa,
com uma passada de um metro por segundo,
precisaria de 1 milhão de passos e de 11 dias
apenas para se deslocar um quilômetro.
Quanto tempo um fóton gerado no centro do Sol leva para atingir você?
Sabemos qual é a massa do Sol
e podemos usá-la para calcular o número de prótons que há dentro dele.
Imaginemos que todos os prótons do Sol estejam uniformemente dispersos,
o que faria a distância média entre eles
ser aproximadamente 1,0 x 10^-10 metros.
Para caminhar aleatoriamente 690 mil km do núcleo à superfície solar
seriam necessários 3,9 x 10^37 passos,
e um tempo de viagem de 400 bilhões de anos.
Hum, isto não pode estar certo...
O Sol tem somente 4,6 bilhões de anos, então onde está o erro?
Em duas coisas:
o Sol não tem densidade uniforme
e os fótons atravessam vários prótons entre cada colisão.
Na verdade, é a energia do fóton,
que muda durante sua jornada,
que determina a probabilidade dele interagir com um próton.
No que se refere à densidade,
nossos modelos mostram que o Sol tem um núcleo quente
onde ocorre a fusão nuclear.
Em torno dele há uma zona radiativa,
seguida pela zona de convecção, que se estende até à superfície.
O material do núcleo é muito mais denso que o chumbo
e o plasma proxímo da superfície
tem densidade 1 milhão de vezes menor,
com a densidade variando continuamente entre essas zonas.
E há a relação fóton-energia.
Para um fóton que contém uma pequena quantidade de energia,
um proton é efetivamente gigante
e tem maior probabilidade de fazer o fóton ricochetear nele.
Jà para um fóton de alta energia, o oposto ocorre.
Os prótons são efetivamente pequenos.
No princípio, os fótons têm energias muito elevadas
comparadas com aquelas que têm quando são irradiados da superfície solar.
Quando usamos um computador e um modelo sofisticado do interior do sol
para calcular a equação do passeio aleatório
com essas quantidades mutantes,
obtém-se o seguinte resultado: 170 mil anos.
Descobertas futuras sobre o Sol podem refinar ainda mais este número,
mas por enquanto, até onde sabemos,
a luz que hoje chega aos seus olhos
gastou 170 mil anos ziguezagueando até a superfície do Sol,
mais oito minutos percorrendo o espaço.
Em outras palavras, esse fóton começou sua jornada há duas eras do gelo,
mais ou menos à mesma época
em que os homens começaram a usar roupas.