אנרגיה נוצרת במרכז השמש ומתחילה כפוטון של קרינת גמא. הרדיוס של השמש הוא כשבע מאות אלף קילומטרים, ובקו ישר אור חוצה אותו בשתי שניות בערך. אבל פנים השמש צפוף מאוד. כמה זמן באמת לוקח המסע?
פנים השמש צפוף כל כך, שהפוטון עובר בממוצע כמילימטר אחד לפני שהוא נבלע באלקטרון או בגרעין, ומיד נפלט מחדש לגמרי. בכל צעד יש סיכוי כמעט שווה להתקדם החוצה או לחזור פנימה, ולכן ההתקדמות איטית להחריד. אילו יכול היה לנסוע בקו ישר, המסע מהליבה אל פני השמש היה נמשך כשתי שניות. בפועל הוא נמשך עשרות אלפי שנים.
המספר המוכר, שמונה דקות מן השמש אלינו, נכון לגמרי והוא החלק הקצר והמשעמם של המסע. מה שקורה לפניו מתרחש כולו בתוך השמש עצמה.
האנרגיה נוצרת בליבה ויוצאת כפוטון של קרינת גמא. פנים השמש צפוף כל כך שהוא עובר בממוצע כמילימטר לפני שהוא נבלע, ומיד נפלט מחדש לכיוון אקראי לגמרי. בכל צעד הסיכוי להתקדם החוצה שווה בערך לסיכוי לחזור פנימה.
זהו מהלך אקראי, ולכן ההתקדמות איטית להחריד: המרחק שמושג גדל כשורש מספר הצעדים ולא כמספרם. אילו יכול היה לנסוע בקו ישר מן הליבה אל פני השמש, המסע היה נמשך כשתי שניות. בפועל מדובר בעשרות אלפי שנים.
נקודה שכדאי לדייק בה: הפוטון שיוצא בסוף אינו אותו פוטון. בכל בליעה נוצר חדש, לרוב באנרגיה נמוכה יותר, ולכן מה שהתחיל כקרינת גמא מגיע אלינו כאור נראה. הפיזור הזה הוא גם הסיבה שהשמש דולקת ביציבות כזאת: האנרגיה מדלפת החוצה בקצב מווסת. ההערכות למשך המסע נעות בטווח רחב, בין אלפי שנים לכ־170 אלף, מפני שהתוצאה רגישה מאוד להנחות על הצפיפות בכל שכבה.
wat. בקו ישר המסע היה נמשך כשתי שניות. במציאות הוא נמשך עשרות אלפי שנים.
wat wat
זו הסיבה שהשמש דולקת ביציבות כזאת: האנרגיה משתחררת החוצה בקצב איטי ומווסת, ולא בפרץ אחד.
איך יודעים?
החישוב מבוסס על מודל של מהלך אקראי, ועל מודלים של צפיפות וטמפרטורה בשכבות השמש שנבדקים מול מדידות של גלי קול בתוך השמש.
מה עדיין לא יודעים?
ההערכות נעות בטווח רחב מאוד, בין אלפי שנים לכ־170 אלף שנה, כי התוצאה רגישה מאוד להנחות המדויקות על הצפיפות ועל בכל שכבה.
למדתם משהו?
מכאן ממשיכים
מה קרה לרשת הטלגרף העולמית בלילה של 1859?השמש
שדה שלג הופך ליער של להבים. למה כולם פונים לאותו כיוון?פיזיקה
למה כור גרעיני שכבר כובה עדיין חייב קירור?פיזיקה