رحلة الفوتون من الشمس إلى الأرض
هل تساءلتم ما هي رحلة هذا الضوء قبل أن يصل إلى أرضنا؟
تعرفوا معنا على هذه الرحلة الشيقة.
الضوء الذي نراه ما هو إلا فوتونات، ويحتاج الفوتون حوالي ثماني دقائق فقط، ليصل إلينا قادماٌ من الشمس، لكن يمكن أن تستغرق رحلة الفوتون من نواة الشمس إلى سطحها 40 ألف سنة!
ولكن ماذا عن الفوتون القادم من نجمنا القريب “الشمس” ؟
وماذا يواجه الفوتونات في طريق رحلتها إلى الأرض؟
يشكل الهيدروجين معظم كتلة الشمس, وفي مركز الشمس حيث تصل درجات الحرارة إلى 15 مليون درجة مئوية يكون لذرات الهيدروجين طاقة كافية لتصبح قريبة من بعضها لدرحة أن ذرات الهيدرجين تنقسم إلى مكوناتها: البروتونات والإلكترونات مشكلةً نوعاً من البلازما*.
عندما يصطدم بروتونين داخل هذه البلازما ذات الطاقة العالية، تتشكل ذرة الديوتيريوم ويتحرر نيترون وبوزيترون, وعندما يصطدم بروتون آخر مع ذرة ديوتيريوم تتشكل نواة الهليوم وتنطلق أشعة غاما هذه الأشعة هي #الفوتونات.
تقدر كثافة البلازما المركزية بـ 100 غرام في سم مكعب, وتقدر المسافة التي يمكن للفوتون أن يعبرها خلال البلازما بين 1 سنتيمتر و 1 ملليمتر, هذا يعني أن الفوتون يحتاج 5 × 10 ^ 21 خطوة ليقطع دائرة بقدر نصف قطر الشمس وبسرعة الضوء 3 × 10 ^ 10 سم / ثانية، والزمن اللازم لذلك 1.5 × 10 ^ 11 ثانية أي حوالي 4،000 سنة.
لاحظ أنه إذا كنتَ تقدر قيمة متوسط المسار الحر الذي يقطعه الفوتون بـ 3 ملم مثلاٌ، الوقت اللازم يزيد إلى 40،000 سنة.
بعض المراجع تشير إلى “مئات الآلاف من السنين” أو حتى “عدة ملايين من السنين” اعتمادا على تقدير المسار الذي يتبعه الفوتون، ومعظم علماء الفلك غير مهتمين كثيرا بتدقيق هذا الرقم لأنه لا يؤثر على أي ظواهر نقيسها الآن باستثناء خصائص المنطقة المركزية !
>>>
*البلازما Plasma: هي عبارة عن غاز متأين تكون فيه الإلكترونات حرة وغير مرتبطة بالذرة أو بالجزيء. كما أنها تُعدّ الحالة الرابعة التي يمكن أن توجد عليها المادة (صلبة، سائلة، غازية، بلازما )
المراجع:
