مدت زمان رسیدن فتون های نور از مرکز خورشید به زمین چقدر است؟

نور باستانی خورشید:
شاید بسیاری از دوستان بدانند که نور برای پیمودن مسیر بین «سطح» خورشید تا زمین حدود هشت دقیقه زمان نیاز دارد. از طرفی می دانیم که این نور در واقع در هسته ی خورشید تولید می شود و اینکه این نور برای رسیدن به سطح خورشید چه مسافتی باید طی کند و چقدر زمان می برد تا خود را از لابلای دیگر ذرات باردار و چگالی بسیار بالای خورشید عبور دهد، موضوعی بسیار جالب است و مدت زمان محاسبه شده برای آن بسیار دور از ذهن.

آفتاب (نور خورشید) توسط فعل و انفعالات اتمی در هسته ی خورشید تولید می شود. در اصل نوری که ما می بینیم در ابتدا به صورت امواج گاما تولید شده و سریع پس از تولد سفر طولانی! خود را به سمت سطح خورشید آغاز می کند، ولی این راه راهی آسان و بی دردسر نیست، فتون نور پیش از رسیدن به سطح، باید میلیاردها تصادم با ذرات باردار را تجربه کند تا از میان این چگالی عظیم و شلوغی و ترافیک، کوره راهی به سمت بیرون پیدا کند، از آنجا به بعد دیگر به راحتی در فضا پراکنده شده و به سمت ما می آید.
هنگامی که فتون نوری به وجود می آید با سرعتی در حدود ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه سفر خود را آغاز می کند و البته با همین سرعت به ذارت باردار اطراف خود برخورد می کند، هر برخورد مسیر فتون را عوض کرده و او را به سمت دیگر ذرات سوق می دهد. به این پدیده «مشکل پیمایش تصادفی»( Random Walk Problem) می گویند. با توجه به شعاع خورشید و چگالی آن و این موضوع مهم که «چگالی خورشید ده ها هزار بار از هسته تا سطح رقیق آن کاهش می یابد»، می توان زمان مسافرت این فتون ها را محاسبه کرد.
ضمنا میانگین حرکت فتون بین ذرات باردار از یک صدم سانتیمتر در هسته، تا سه دهم سانتیمتر نزدیک سطح خورشید، بیشتر می شود.
اگر یک سری حرکات تصادفی از N حالت را در نظر بگیریم، به ازایی برای مثال یک متر طول، مسافتی که در واقع حرکت می کنید جذر N خواهد بود. برای مثال پس از ۱۰۰ حرکت تصادفی شما فقط ۱۰ متر حرکت کرده اید، برای سفر ۱۰۰ متری باید ۱۰ هزار حرکت تصادفی داشته باشید و برای یک کیلومتر حرکات تصادفی شما یک میلیون خواهد بود و …
پس وقتی پیمایش تصادفی در هسته ی خورشید آغاز می شود، نور بین ۱۰.۰۰۰ تا ۱۷۰.۰۰۰ سال زمان می برد تا خود را به سطح خورشید برساند!!! و البته از آنجا هشت دقیقه ای خود را به ما می رساند.

پی نوشت:
در برخی از کتاب های درسی و منابع اینترنتی میلیون سال و این گونه ارقام نوشته شده که اشتباه محاسباتی ست، در واقع نوشتار پیوند نخست که در پایین می بینید پاسخی به این سوال است که چرا بعضی اعداد میلیونی محاسبه می کنند.

برای اطلاعات بیشتر بنگرید به:

http://sunearthday.gsfc.nasa.gov/2007/locations/ttt_sunlight.php
و
http://helios.gsfc.nasa.gov/qa_sun.html#center

با تشکر از دوست عزیزم بهزاد

لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=560

(۲۶ نفر , میانگین : ۴,۶۲ از ۵)