پیمایش تصادفی نور در ستارگان

همه می دانیم که نور با سرعت نزدیک به 300,000 کیلومتر بر ثانیه، سریع‌ترین متحرک شناخته شده در کیهان است، با این حال، نور فاصله‌ی خورشید تا زمین را در حدود 8 دقیقه طی می‌کند و جالب تر اینکه نور از بخش هایی از خورشید چنان کند می‌گریزد که یک زندانی با قاشق تونل فرار حفر می‌کند.
در این مقاله پیمایش تصادفی نور از هسته‌ی خورشید تا سطح آن را بررسی می‌کنیم:

1. تولید نور در هسته‌ی یک ستاره:

از تبدیل تعدادی اتم هیدروژن به هلیم در اثر همجوشی هسته‌ای ناشی از دما و فشار بسیار بالا در مرکز یک ستاره، انرژی آزاد می‌شود، این انرژی به اشکال مختلفی مثل گرما یا نور در می‌آید.

این نور بسیار پر انرژی خواهد بود به طوری که اغلب در ابتدا به صورت پرتو های پرانرژی گاما وجود دارد!

2. یک قدم به جلو، دو قدم به عقب:

این پرتو‌ی گاما به سمت بیرون خورشید شروع به حرکت می‌کند امّا نه در یک خط مستقیم، فضای داخلی خورشید از پلاسمایی بسیار متراکم ساخته شده که با فوتون نور بر هم کنش می کند و از آن انرژی می‌گیرد و مسیر حرکت آن را دائماً تغییر می‌دهد، وضعیت فوتون نور در این پدیده شبیه یک تیله در جمع میلیارد ها تیله است که با سرعت در حال عبور از میان آنهاست، ولی با هر برخورد مسیر آن عوض می شود.

محاسبات نشان می‌دهند یک فوتون نور برای عبور کامل از پلاسمای درونی خورشید، بین 10,000 تا 170,000 سال زمان نیاز دارد! البته برخی محاسبات این عدد را تا یک میلیون سال نیز گزارش کرده‌اند.

همچنین نور در اثر این برخورد ها بسیار ضعیف تر از حالت قبل خود می‌شود به حدّی که به محدوده‌ی مرئی وارد می‌شود و گاهی هم به درجه‌ی فروسرخ می رسد، البته ذرّاتی که طیف فرابنفش خواهند داشت نیز کم نیستند!

3.سفری کوتاه به زمین:

در نهایت فوتونی که به سطح خورشید می‌رسد، شانس رویارویی با زمین را دارد، خورشید در تمام جهات نور را به فضا ساطع می‌کند امّا بخشی کوچکی از آن نور پس از حدود هشت دقیقه به زمین می‌رسد و تصویر ما از خورشید را می‌سازد، یعنی نوری که ما امروز از خورشید می‌بینیم، هزاران سال پیش به وجود آمده است و نور امروز خورشید نیست!

در مقابل، برخی ذرّات مانند نوترینو، تقریباً برهم کنشی با فضای درون خورشید ندارند و با اینکه هم سرعت نور هستند، تنها 2 تا 3 ثانیه طول می‌کشد تا از درون هسته‌ی خورشید به سطح آن برسند.

بنابراین بار دیگر که به خورشید نگاه می‌کنید، سفر حماسی هر پرتو از آن و داستان استقامت در مسیر نامستقیم میان پلاسمای داغ را به خاطر داشته باشید!!