Фотон тратит сотни тысяч лет, чтобы выбраться к поверхности Солнца
Скорее всего, вы уже знаете, что луч света тратит чуть больше 8 минут, чтобы добраться от Солнца до Земли. Это удивительная информация, ведь, если с нашей звездой что-то случится, то мы узнаем об этом не мгновенно, а с 8-минутной задержкой. Но вы станете относиться с большим уважением к этому лучу, если узнаете, как долго ему приходится карабкаться от ядра к поверхности.
Источник жизни
К солнечному свету, да и самому светилу, стоит проявить максимальное уважение. Лишь наличие атмосферы и идеальная дистанция от Солнца позволила создать приемлемые условия для жизни. Достаточно приблизиться к Венере или отодвинуться к Марсу, чтобы оказаться в критическом состоянии жары или мороза.
Солнце по своему строению напоминает подобие луковицы с несколькими слоями. Все это активные зоны с ядерными и химическими реакциями. Поэтому крошке фотону приходится преодолеть большой путь, чтобы осветить ваше утро.
Двигаемся от ядра
Внутренняя структура Солнца. Радиационная зона охватывает 0.25-0.7 солнечного радиуса. Температура падает с отдалением от ядра. Здесь она сокращается от 7 млн. К до 2 млн. С плотностью происходит то же самое – от 20 г/см3 до 0.2 г/см3.
Солнечный центр охватывает около 25% звездного радиуса и раскаляется выше 15 млн. К. Высокая сила гравитации формирует сильный уровень давления, который сталкивает атомы водорода в ядерных реакциях синтеза.
Мощные взрывы создают энергетические вспышки высокой мощности. Они еще не напоминают известный нам свет и способны убить. Речь идет о гамма-излучении. Если бы не возникало никаких препятствий, то лучи преодолевали дистанцию к солнечной поверхности за пару секунд. Однако рожденному фотону приходится карабкаться сквозь плотный слой атомов водорода. На это уходит не меньше сотни лет.
Зона лучистого переноса
Солнечное пятно крупным планом
На 45% солнечного радиуса приходится зона лучистого переноса. Плотность материи настолько высокая, что она трансформируется в плазму. Фотоны получают энергию от ядра, преодолевают дистанцию в 1 микрон и поглощаются молекулами газа. Здесь возникает цепная реакция, которая притормаживает весь процесс.
Молекула газа раскаляется, высвобождая уже другой фотон, но при той же длине волны. Фотон снова путешествует на 1 микрон, поглощается молекулой газа, которая раскаляется и продолжает цикл. Это невероятно долгий процесс, на который могут тратиться миллионы лет. Если фотону повезет, то на дорогу сквозь этот слой уйдет в среднем 170 000 лет. Анализ показывает, что цепочка охватывает где-то 10 25 повторных поглощений-выбросов.
Мы в конвективной зоне
Добро пожаловать в наружный солнечный слой. Знаю, путешествие оказалось дольше, чем вы полагали, но и это не конец. Перед вами бурная обстановка, представленная конвекционными потоками, транспортирующими энергию наружу. Их задача – поднять горячий газ на поверхность. В это же время более прохладный материал фотосферы углубляется ниже. Здесь фотон движется быстрее. Однако на всю поездку от ядра к поверхности у него уйдет в среднем 200 000 лет (конечно, если не застряли на миллионный срок).
Постскриптум
Вот так и выходит, что после 200000-летнего путешествия фотон тратит 8 минут, чтобы погибнуть на планете, одарив ее долгожданным светом. Вот вам еще один повод более уважительно относиться к солнечной активности.
Источник
Сколько по времени летит фотон,рождённый в центре Солнца до Земли?
Ещё не известно рождается ли он там, и может ли он там, вообще, существовать!! ! Внешняя температура оболочки Солнца составляет 6000 °. При такой температуре на Земле вообще ничего не сможет существовать в твёрдом состоянии, а превратится в пар (плазму) .
Внутри Солнца, скорее всего есть сверхогромные вихревые блуждающие токи. Там есть огромное количество частиц. Вроде бы это жидкость. Значит частицы движутся. Когда они движутся возникает трение. Там где есть трение частиц, там возникает электрический заряд.
И, скорее всего, там происходит фотонная ионизация. Испускаемые фотоны ионизируют пространство на своём пути.
Кроме всего прочего на Солнце огромнейшая радиация. Это только в сказках, да в больном воображении политиков использование атомной энергии в космосе опасно. А в космосе, взорвавшийся четвёртый блок Чернобыльской АЭС, выглядел бы как плевок человека по сравнению с океаном. Таким же мелким и малозначительным.
Внутри Солнца имеется сверхогромная гравитация. Плотность вещества в центре огромная. А давление, по подсчётам, составляет, если не ошибаюсь, 60 000 тонн на квадратный миллиметр!! ! И кто знает, возможно свет оттуда не сможет никогда вырваться как из чёрной дыры. 🙂 [ну, это я, конечно же, утрирую: типа шутка]
В любом случае, пока остаётся не изучена, и не до конца понята сама структура Солнца.
Так что, никакой фотон из центра Солнца никогда не долетит до Земли. Он может лететь только от его внешних границ. И занимает это 8 минут 20 секунд. Если умножить это на скорость света (приблизительно 300 000 км/сек) , то можно узнать приблизительное усреднённое расстояние до Земли. Земля летит не по круговой орбите, а по элипсоидной. В апогее расстояние до Солнца максимальное, а в перигее расстояние минимальное.
Несколько сотен тысяч лет, а то и миллионы.
Если, конечно, считать одним и тем же фотоном поглощённый и излучённый.
Как бы Вики как бы копировать как бы не буду.
8 минут с хвостиком — это от поверхности (Солнца) до поверхности (Земли) .
А между центром Солнца и его поверхностью ещё куча чего есть.
Источник
Сколько времени фотон идёт от центра Солнца до поверхности?
Маленько дополню ответ автора il63.
Вопрос этот из одной из проблемных областей астрофизики: механизм переноса энергии в звездах. Дело в том что время, которое фотон «путешествует» — точнее много раз переизлучается, получается слишком большим — миллионы лет. Это значит, что такой механизм переноса энергии не совсем идеально поясняет то, как именно энергия переносится на поверхность звезды из ее недр. Что заставляет ученых продолжать строить гипотезы на этот счет и искать другие механизмы переноса энергии. Тема очень непростая, далеко не школьная и не популяризованная для общего пользования. Как и выкладки, которые все это иллюстрируют.
Радиус Солнца почти 700 миллионов километров. Такое расстояние в вакууме фотон преодолевает примерно за 2,3 секунды. Конечно, напрямую фотон, рожденный в центре Солнца, не сможет долететь не то что до поверхности Солнца — он не сможет пролететь даже несколько миллиметров. Особенно в центре, где очень велика плотность вещества. Поэтому путь фотона будет непростой и очень долгий. Внешне он будет похож на диффузионный путь молекулы в газе или броуновской частицы в жидкости (если определять ее координаты через равные промежутки времени). Но отличие от диффузии в том, что фотон будет постоянно поглощаться ионами плазмы и вновь переизлучаться. Возможно, теряя при этом энергию. Например, энергичный гамма-квант может превратиться в квант мягкого рентгеновского излучения. В результате до поверхности дойдет совсем не тот фотон, который родился в центре. Если же предположить, что мы следим за каждым таким актом поглощение — излучение, то для решения задачи нужно знать средний свободный пробег фотона внутри Солнца. А он не постоянный: по мере приближения к поверхности он должен увеличиваться. Поэтому трудно сказать, сколько на всё это может уйти времени. Может быть, несколько лет. А может быть, учитывая огромный путь, и миллионы лет!
Источник
Сколько времени фотон идёт от центра Солнца до поверхности?
Мне в мой канал в телеграме прислали следующий вопрос:
Добрый день! Во многих источниках пишут, что фотону от центра Солнца до его края идёт десятки тысяч лет (встречал цифру 40 000 лет). Так ли это? Можете объяснить как это происходит?
Отличный вопрос, основанный на тиражируемой многими околонаучными пабликами, сайтами и каналами информации.
На самом деле фотон, зародившись в ядре Солнца, идёт до поверхности Солнца случайное время. У одного фотона этот путь может занять несколько секунд, а другому — потребуются сотни тысяч или даже миллионы лет.
Я не знаю на чем основана цифра в 40 000 лет. Скорее всего это какое-то среднее значение полученное с помощью результатов какого-то моделирования.
Внутри Солнца плотность вещества — огромна. Однако, как мы знаем, даже в очень плотном веществе атомы не стоят вплотную друг к дружке как кирпичи в кладке. Даже в солнечном веществе большая часть объема — это пустое пространство между атомами.
Новорождённый фотон ждёт одна из двух возможных судеб. Или ему повезёт «проскочить» мимо всех атомов солнечного вещества и вылететь из Солнца, или же он столкнётся с каким-то атомом.
В первом случае фотон покидает Солнце сразу — буквально за пару секунд. Во втором начинается чистая чехарда. Фотон сталкивается с атомом, атом поглощает его и испускает точно такой же в произвольном направлении. Так фотон может носиться десятки тысяч лет от одного атома к другому внутри Солнца, до тех пор пока наконец по воле случая не выскочит за его пределы.
А вот дальнейший путь фотона до Земли уже проходит гораздо быстрее — всего 8 с небольшим минут.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Некоторые из вас сразу дадут ответ: «для того, чтобы свет от Солнца достиг Земли, требуется около 8 минут». Все правильно, но вот для того, чтобы свету выйти изнутри Солнца и достичь его внешнего края нужно. 170000 лет.
Вот это да! Не ожидали? Почему так много? Уж не настолько крупное солнце в диаметре, чтобы прям «сотни тысяч лет». Давайте разбираться.
Дело в том, что фотоны, частицы света, не идут напрямую от ядра Солнца наружу. Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150—175 тыс. км (то есть 20—25 % от радиуса Солнца), в которой идут термоядерные реакции, называется солнечным ядром. В ядре скорость вращения Солнца вокруг своей оси значительно выше, чем на поверхности. Там же осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий-4. При этом каждую секунду в излучение превращаются 4,26 млн тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца.
Выходя из ядра, они попадают в зону лучистого переноса, где перенос энергии осуществляется путём поглощения и повторного излучения фотонов. Причём поглощение-излучение фотонов никак не зависит от того, в какую сторону они направлялись, из-за этого многократно переизлучённому фотону требуется масса времени, чтобы вырваться, наконец, наружу. Это путешествие может занимать миллионы лет. В среднем этот срок составляет для Солнца 170 тыс. лет
Ближе к поверхности Солнца температуры и плотности вещества уже недостаточно для полного переноса энергии путём переизлучения. Возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности (фотосфере) совершается преимущественно движениями самого вещества.
Фотосфера (слой, излучающий свет) образует видимую поверхность Солнца. Из фотосферы исходит основная часть оптического (видимого) излучения Солнца, излучение же из более глубоких слоёв до нас уже не доходит.
Вот как то мы задавались вопросом Можно ли сдвинуть солнце и Когда солнце взорвется. А оказывается у нас можно увидеть Три солнца и как Сквозь Солнце пролетает огромный НЛО
Источник