نور خورشید ۱۷۰ هزار سال در راه زمین است

اگرچه نور خورشید تنها حدود هشت دقیقه طول می‌کشد تا از خورشید به زمین برسد، اما پژوهش‌ها نشان می‌دهد این انرژی پیش از خروج از سطح خورشید، حدود ۱۷۰ هزار سال در اعماق این ستاره میان ذرات پلاسما سرگردان می‌شود.

به گزارش سیناپرس، شاید تصور رایج این باشد که نور خورشید پس از تولید در هسته این ستاره، مستقیماً راهی زمین می‌شود؛ اما واقعیت بسیار متفاوت است. بررسی‌های اخترفیزیک‌دانان نشان می‌دهد طولانی‌ترین بخش سفر نور خورشید، نه در فضای میان خورشید و زمین، بلکه در درون خود خورشید سپری می‌شود.

نور خورشید پس از خروج از سطح این ستاره، تنها حدود ۸ دقیقه و ۲۰ ثانیه زمان نیاز دارد تا فاصله حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتری میان خورشید و زمین را طی کند. با این حال، انرژی تولیدشده در هسته خورشید پیش از آن باید مسیر دشواری را در میان لایه‌های فوق‌العاده متراکم این ستاره پشت سر بگذارد؛ مسیری که به طور میانگین حدود ۱۷۰ هزار سال به طول می‌انجامد.

این برآورد بر پایه پژوهشی است که سال ۱۹۹۲ توسط «روماس میتالاس» و «کنت آر. سیلز» از دانشگاه وسترن انتاریوی کانادا انجام شد. این دو پژوهشگر دریافتند برخی فرضیات پیشین درباره نحوه حرکت فوتون‌ها درون خورشید، زمان واقعی خروج انرژی از این ستاره را به‌طور قابل توجهی کمتر از مقدار واقعی برآورد کرده بود.

در نگاه نخست ممکن است تصور شود فوتون‌های تولیدشده در هسته خورشید با سرعت نور مستقیماً به سطح آن می‌رسند؛ در حالی که اگر چنین بود، این مسیر حدود ۷۰۰ هزار کیلومتری تنها در حدود ۲.۳ ثانیه طی می‌شد.

اما در واقعیت، فوتون‌ها درون پلاسما‌ی بسیار متراکم خورشید به طور مداوم با ذرات باردار برخورد می‌کنند. این برخوردها باعث جذب، بازگسیل یا پراکندگی فوتون‌ها در جهت‌های کاملاً تصادفی می‌شود؛ فرآیندی که فیزیک‌دانان آن را «حرکت تصادفی» یا Random Walk می‌نامند.

در این شرایط، هر فوتون پیش از برخورد بعدی تنها کسری از یک سانتی‌متر حرکت می‌کند و سپس مسیرش تغییر می‌یابد. همین جابه‌جایی‌های بسیار کوتاه اما بی‌شمار، باعث می‌شود خروج انرژی از خورشید هزاران برابر بیشتر از آنچه انتظار می‌رود زمان ببرد.

در محاسبات قدیمی، دانشمندان فرض می‌کردند طول هر گام فوتون در سراسر خورشید تقریباً بین نیم تا یک سانتی‌متر است؛ بر همین اساس نیز زمان خروج انرژی بین ۳ تا ۳۰ هزار سال برآورد می‌شد.

اما میتالاس و سیلز با در نظر گرفتن تغییرات واقعی چگالی خورشید نشان دادند که در بیش از نیمی از شعاع این ستاره، فوتون‌ها در هر برخورد کمتر از یک‌دهم سانتی‌متر پیشروی می‌کنند. همین اصلاح کوچک در مدل محاسباتی باعث شد زمان انتشار انرژی از ده‌ها هزار سال به حدود ۱۷۰ هزار سال افزایش یابد.

پس از آنکه انرژی سرانجام به سطح خورشید می‌رسد، شرایط کاملاً تغییر می‌کند. دیگر خبری از ذرات متراکم نیست و نور می‌تواند بدون مانع با سرعت نور در خلأ حرکت کند؛ بنابراین تنها در اندکی بیش از هشت دقیقه به زمین می‌رسد.

به گفته پژوهشگران، گرمایی که امروز از خورشید روی پوست خود احساس می‌کنیم، حاصل انرژی‌ای است که احتمالاً سفر خود را در اعماق خورشید ده‌ها هزار سال پیش آغاز کرده است؛ زمانی که شاید هنوز تمدن مصر باستان شکل نگرفته بود یا حتی زمین در واپسین عصر یخبندان قرار داشت.

مترجم:مهگل غفاری