Сонячне світло досягає нас зараз за 8 хвилин, але йому вже тисячі років: як це можливо

Щодня наша планета радиться світлом Сонця. І це світло насправді дуже старе. Частина цього світла може бути такою давньою як єгипетські піраміди, частина могла утворитися, коли жили неандертальці, а ще одна частина існує довше, ніж наш вид Homo sapiens. Як це можливо?

У Всесвіті світло рухається з максимально можливою швидкістю, якої, згідно із законами фізики, ніщо інше не може досягти. Ця швидкість становить приблизно 300 000 км/с. Але з такою швидкістю світло рухається тільки у вакуумі, фактично в порожньому просторі. Усередині Сонця шлях світла не прямий, що передбачає подолання відстані, на яку пішли б світлові секунди, за тисячі років.

Радіус Сонця становить 695 700 кілометрів, тому частинка світла фотон може подолати цю відстань трохи більше ніж за дві секунди. Але Сонце являє собою не порожній простір і це багато що змінює.

Наша зірка складається з водневої плазми, тому протони й електрони, що складають водень, не організовані в стандартну атомну форму. Плазма являє собою четвертий стан матерії і це своєрідна рідина із заряджених частинок — протонів і електронів.

Ці частинки постійно поглинають фотони, а потім випускають їх назад. При цьому частинки світла рухаються всередині Сонця не по прямій, а їхня траєкторія нагадує рух м'яча для настільного тенісу: фотони рухаються вгору й униз і постійно відскакують від поверхні Сонця, а потім покидають нашу зірку і відлітають у космос.

Такий рух фотонів називається випадковим блуканням, і його тривалість багато в чому залежить від щільності розташування частинок. Це дає значення, відоме як середня довжина вільного пробігу. Це середня відстань, яку фотон може пройти, перш ніж буде поглинений і потім випущений в іншому напрямку.

Для Сонця середня довжина вільного пробігу зазвичай становить близько 1 сантиметра. Це означає, що, якби фотон робив такий крок по прямій лінії, йому знадобилося б близько 70 мільярдів кроків. Фактична відстань, яку подолає фотон, дорівнює квадрату цього значення, тобто 4,9 мільярда трильйонів сантиметрів. Це приблизно 20% відстані між Землею та центром нашої галактики. Щоб подолати цю відстань, світлу знадобиться понад 5000 років.

Оскільки фактична відстань є квадратом, це означає в 100 разів більше кроків, що в даному випадку збільшує час, необхідний для подорожі від ядра Сонця до його зовнішньої частини до більш ніж 500 000 років. Хоча більш складні моделі показують, що цей шлях може займати 170 000 років.

Фактичний вік кожного окремого фотона оцінити неможливо, але в будь-якому разі сонячне світло дуже старе. Після того, як воно покине поверхню Сонця і до того, як досягне Землі, мине всього 8 хвилин 20 секунд.

Інші новини науки

Вчені з'ясували, що за радіосигнал відправляло Сонце цілих 19 днів. На Сонці було зафіксовано дуже незвичайний радіосплеск, який не згас за кілька днів, а продовжував "передаватися" цілих 19 днів.

У системі Нептуна стався апокаліпсис: знайдено єдиного вцілілого. В останньої планети Сонячної системи Нептуна є 16 супутників. Третій за величиною супутник, Нереїда, з моменту відкриття не давав спокою вченим. Тепер загадка його походження розгадана.

Під час написання матеріалу використано джерела: IFLScience.