რამდენ ხანს სჭირდება ფოტონის გაჩენა მზის ბირთვიდან გარედან?

მზე არის იმდენად დიდი ზომის წყალბადის ბურთი, რომ ცენტრში მიზიდულობის წნევა წყვეტს ელექტრონებს წყალბადის ატომებიდან და პროტონებს ისე მაგრად უბიძგებს ერთმანეთთან, რომ ისინი ერთმანეთთან იკვრებიან. საბოლოო ჯამში ჰელიუმს ქმნის და ასევე გამოყოფს ენერგიას გამა-სხივების ფოტონის სახით. ეს ფოტონები იღებენ მზის ნაწილაკებს, კარგავენ გარკვეულ ენერგიას და საბოლოოდ გამოდიან მზისგან, როგორც რენტგენი, ინფრაწითელი და ხილული შუქი. გზა ცენტრიდან მზის ამოსვლამდე მრავალი ნაბიჯი და მრავალი წელია.

წყალბადისგან ჰელიუმის შექმნა მზის ბირთვში არის სამსაფეხურიანი პროცესია, რომელიც უშუალოდ ათავისუფლებს ერთ გამა სხივს და ირიბად გამოყოფს მეორეს. გამა სხივები არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, ისევე როგორც მიკროტალღური ღუმელები, რადიო და სინათლის ტალღები, რაც ნიშნავს, რომ ისინი მოძრაობენ სინათლის სიჩქარით: 300,000 კილომეტრი წამში (186,000 მილი წამში). მზის რადიუსი დაახლოებით 700,000 კილომეტრია (435,000 მილი). ასე რომ, გონივრული იქნებოდა, რომ გამა სხივი შეიქმნებოდა მზის მიღებიდან მისი შექმნიდან დაახლოებით 2,3 წამში. მაგრამ ეს არ ხდება.

მზის ბირთვში პროტონები და ჰელიუმის ბირთვები იმდენად სქელია, რომ გამოსხივებული გამა სხივი შორს ვერ მივა მის შეწოვამდე. თუ თქვენ წარმოიდგინეთ, რომ გამა სხივი მზის ცენტრში გამოიყოფა, მაშინ ის პირდაპირ ზედაპირისკენ მიემართება. როდესაც იგი ეჯახება პროტონს, შეჯახების შედეგად წარმოიქმნება პროტონი დამატებითი ენერგიით. პროტონი ამ დამატებით ენერგიას უთმობს სხვა გამა სხივის ფოტონის გამოყოფით. მაგრამ ამ ადამიანს შეეძლო მიემართებოდა ნებისმიერი მიმართულებით - თუნდაც პირდაპირ უკან, საიდანაც დაიწყო. ასე შემდეგ მიდის, გამა სხივი ერთი შეჯახებიდან მეორეში მიდის და იცვლება მისი მიმართულება ყოველ ჯერზე, როდესაც ის შეიწოვება და განმეორდება.

წარმოიდგინეთ, რომ ისეთი ბიჭია ისეთი მთვრალი, რომ მას სჭირდება მსუბუქი პოსტის დაჭერა ადგომისთვის. მას სურს მოხვდეს შემდეგ შუქნიშანზე, სულ რაღაც 10 ნაბიჯში, მაგრამ ის იმდენად მთვრალია, რომ სწორ ხაზზე სიარული არ შეუძლია. ჰეკი, ის იმდენად მთვრალია, რომ ნაბიჯის გადადგმის შემდეგ მისი შემდეგი ნაბიჯი სხვა მიმართულებით შეიძლება იყოს. ამას ფიზიკოსები და მათემატიკოსები უწოდებენ "მთვრალის გასეირნების" ან "შემთხვევითი სიარულის" პრობლემას. კითხვა ისმის, რამდენ ხანში დასჭირდება ამ ბიჭს ერთი ლამპიონიდან მეორეზე გადასვლა? პასუხი არის ის, რომ თუკი მისი საწყისი და დასასრული წერტილი 10 ნაბიჯით არის გამოყოფილი, მას დასჭირდება - საშუალოდ - 100 საფეხური მისასვლელად - ეს არის 10 კვადრატში. იგივე სიტუაციაა, რაც გამა სხივს აქვს მზის ბირთვში.

როდესაც თქვენ შემთხვევითი სიარულის პრობლემის მოგვარებას ცდილობთ, ყველაზე მთავარი, რაც უნდა იცოდეთ, არის რამდენად დიდია ნაბიჯები. მზეზე გამა სხივის ფოტონის გასარკვევად ორი პრობლემა არსებობს. ჯერ ერთი, პირობები მთელ მზეზე ერთნაირი არ არის, ამიტომ გამა სხივს შორის მანძილი "იშლება" სხვა ნაწილაკებთან ერთად. მეორეც, არავინ არასდროს ყოფილა მზის ცენტრში, ასე რომ, გარკვეული ვარაუდი მაინც უნდა გაკეთდეს. არსებობს ყველანაირი გონივრული დაშვება, რომელიც განსხვავდება მილიმეტრიანი მეათედიდან დაახლოებით სანტიმეტრი. ამ მანძილის არჩევას დიდი გავლენა აქვს დროის გაანგარიშებაზე.

მზის რადიუსი 700 000 კილომეტრია, რაც 7 ტრილიონი "ნაბიჯია", თუ თითოეული საფეხური მილიმეტრის მეათედია და 70 მილიარდი ნაბიჯი, თუ თითოეული ნაბიჯი 1 სანტიმეტრია. მთვრალის სიარულის პრობლემადან თქვენ იცით, რომ ნაბიჯების საშუალო რაოდენობა, რომელიც საჭიროა გარკვეული მანძილის მისაღებად, უდრის ნაბიჯების რაოდენობის კვადრატს, რომელსაც სწორი ხაზის გასავლელად დასჭირდება. ასე რომ, დასჭირდება 49 ტრილიონი ტრილიონი ნაბიჯი 0,1 მილიმეტრიანი და 490 მილიარდი ტრილიონი ნაბიჯი თითო 1 სანტიმეტრით. დრო, რაც საჭიროა ამ ნაბიჯების გასავლელად, არის საერთო მანძილი დაყოფილი სინათლის სიჩქარეზე. ასე რომ, თუ ფიქრობთ, რომ ფოტონები მხოლოდ 0,1 მილიმეტრს გადის ავარიებს შორის, ნახევარ მილიონ წელზე მეტი დრო დასჭირდება, რომ ფოტონს მზე გაექცეს. თუ თვლით, რომ ეს დაახლოებით სანტიმეტრია, მაშინ ფოტონს მზის მიღმა დასჭირდება დაახლოებით 5000 წელი.