A nap egy akkora hidrogéngömb, hogy a középpontban lévő gravitációs nyomás eltávolítja az elektronokat a hidrogénatomoktól, és olyan szorosan nyomja össze a protonokat, hogy egymáshoz tapadjanak. A "tapadás" végül héliumot hoz létre, és energiát is felszabadít gamma-sugár fotonok formájában. Ezek a fotonok átjutnak a nap részecskéin, vesztegetnek némi energiát az úton, és végül röntgensugarakként, infravörös és látható fényként lépnek ki a napból. A központtól a napkeltésig vezető út sok lépést és sok évet vesz igénybe.
Gamma sugarak
A hélium hidrogénből történő létrehozása a nap magjában egy háromlépcsős folyamat, amely közvetlenül felszabadítja az egyik gammasugarat, és közvetett módon a másikat. A gammasugarak elektromágneses sugárzások, csakúgy, mint a mikrohullámok, a rádió- és fényhullámok, ami azt jelenti, hogy fénysebességgel haladnak: 300 000 kilométer / másodperc (186 000 mérföld / másodperc). A nap sugara körülbelül 700 000 kilométer (435 000 mérföld). Tehát ésszerűen számíthat arra, hogy egy gamma sugár a létrehozása után körülbelül 2,3 másodperccel a napon kívülre kerül. De ez nem történik meg.
Ütközések
A nap magjában a protonok és a héliummag olyan vastag, hogy a kibocsátott gammasugár nem jut túl messzire, mielőtt felszívódik. Ha úgy gondolja, hogy a gamma-sugár közvetlenül a nap közepén bocsátódik ki, akkor az közvetlenül a felszín felé indul. Amikor egy protonnak ütközik, az ütközés eredménye egy extra energiájú proton. A proton egy újabb gammasugár foton kibocsátásával adja fel ezt az extra energiát. De ez bármelyik irányba haladhat - még ott is, ahol onnan indult. Így történik, amikor a gammasugár egyik ütközésből a másikba tart, és minden alkalommal megváltoztatja az irányát, amikor felszívódik és újra kibocsátódik.
A véletlenszerű séta
Képzelje el, van olyan srác, aki annyira részeg, hogy fel kell állnia egy könnyű oszlopnál. A következő fényoszlophoz akar eljutni, csak 10 lépésnyire, de annyira részeg, hogy nem tud egyenes vonalban járni. Heck, annyira részeg, hogy miután megtesz egy lépést, a következő lépése bármely más irányba vezethet. Ezt hívják a fizikusok és a matematikusok "ittas séta" vagy "véletlenszerű séta" problémának. A kérdés az, hogy mennyi ideig tart az a srác, hogy az egyik lámpaoszlopról a másikra jusson? A válasz az, hogy ha a kiindulási és a végpontját 10 lépés választja el, akkor átlagosan 100 lépésre van szükség ahhoz, hogy odaérjen - ez 10 négyzet. Ugyanez a helyzet egy gammasugárral a nap közepén.
Feltételezések
Amikor egy véletlenszerű járás problémáját próbálja megoldani, a legfontosabb, amit tudnia kell, hogy mekkora lépések. Két probléma merül fel, ha ezt egy gammasugár fotonra kell kitalálni a napon. Először is, a körülmények az egész napsütésben nem azonosak, így a gammasugár közötti távolság "más csapadékokkal" összeomlik. Másodszor, soha senki nem járt a nap közepén, ezért mindenképpen meg kell tételezni néhány feltételezést. Mindenféle ésszerű feltételezés létezik, a milliméter tizedétől a centiméterig terjed. Ennek a távolságnak a megválasztása nagy hatással van az időszámításra.
Meddig tart
A nap sugara 700 000 kilométer, ami 7 billió "lépés", ha minden lépés tized milliméter, és 70 milliárd lépés, ha minden lépés 1 centiméter. A részeg járás problémájából tudod, hogy egy bizonyos távolság eléréséhez szükséges átlagos lépések száma megegyezik az egyenes vonalban történő lépéshez szükséges lépések számának négyzetével. Tehát 49 billió billió, 0,1 milliméteres lépés és 490 milliárd billió 1 centiméteres lépés kellene. A lépések megtételéhez szükséges idő a teljes távolság elosztva a fénysebességgel. Tehát, ha úgy gondolja, hogy a fotonok csak 0,1 millimétert tesznek meg az ütközések között, több mint félmillió évbe telik, mire a foton kiszökik a napból. Ha úgy gondolja, hogy körülbelül egy centiméter, akkor körülbelül 5000 évbe telik, mire a foton kívül kerül a napon.