Сунце је водонична кугла толико велика да гравитациони притисак у центру одузима електроне од атома водоника и гура протоне тако чврсто да се лепе једни за друге. „Лепљење“ на крају ствара хелијум и такође ослобађа енергију у облику гама-фотона фотона. Ти фотони се пробијају кроз честице на сунцу, губећи притом нешто енергије и коначно излазећи из сунца као рендгенски зраци, инфрацрвена и видљива светлост. Пут од центра до изласка са сунца траје много корака и много година.
Гамма Раис
Стварање хелијума од водоника у језгру сунца је тростепени процес који директно ослобађа један гама зрак, а индиректно други. Гама зраци су електромагнетно зрачење, баш као и микроталаси, радио и светлосни таласи, што значи да путују брзином светлости: 300.000 километара у секунди (186.000 миља у секунди). Сунце има радијус од око 700.000 километара (435.000 миља). Дакле, разумно бисте могли очекивати да гама зрак изађе ван сунца око 2,3 секунде након што је створен. Али то се не дешава.
Судари
У сунчевој језгри протони и језгра хелијума су толико дебели да емитовани гама зрак не може стићи далеко док се не апсорбује. Ако замислите да се гама зрак емитује тачно у центру сунца, онда ће кренути право ка површини. Када се сруши на протон, резултат судара је протон са додатном енергијом. Протон се одриче те додатне енергије емитујући још један фотон гама зрака. Али овај би могао да крене у било ком смеру - чак и назад одакле је кренуо. Тако и иде, са гама зрацима који се крећу од једног судара до другог, мењајући свој смер сваки пут када се упије и поново емитује.
Случајна шетња
Замислите да постоји момак толико пијан да треба да се држи за светлосни стуб да би устао. Жели да стигне до следећег светлосног стуба, удаљеног само 10 корака, али је толико пијан да не може ходати у правој линији. Доврага, толико је пијан да би, након што направи један корак, његов следећи корак могао бити у било ком другом смеру. То физичари и математичари називају „шетњом пијанаца“ или „случајним ходањем“. Питање је, колико ће том момку требати да стигне од једног ступа лампе до другог? Одговор је да ако му је почетна и крајња тачка одвојена са 10 корака, за то ће му требати - у просеку - 100 корака - то је 10 на квадрат. То је иста ситуација са којом се гама зрак суочава у срцу сунца.
Претпоставке
Када покушавате да решите проблем са случајним ходањем, најважнија ствар коју треба да знате је колики су кораци. Постоје два проблема са откривањем фотона гама зрака на сунцу. Прво, услови нису исти на целом сунцу, па се удаљеност између гама зрака „руши“ са осталим честицама. Друго, нико никада није посетио центар сунца, па свеједно треба направити неке претпоставке. Постоје разне врсте разумних претпоставки, које се крећу од једне десетине милиметра до око центиметра. Избор ове удаљености има велики утицај на израчунавање времена.
Колико је потребно
Полупречник сунца је 700.000 километара, што је 7 билиона „корака“ ако је сваки корак десетина милиметра, и 70 милијарди корака ако је сваки корак 1 центиметар. Из проблема шетње пијанице знате да је просечан број корака потребних да би се постигла одређена удаљеност једнак квадрату броја корака који би требало да пређе у правој линији. Дакле, било би потребно 49 билиона билиона корака од 0,1 милиметра и 490 милијарди трилиона корака од по 1 центиметар. Време потребно за путовање тим корацима је укупна удаљеност подељена брзином светлости. Дакле, ако мислите да фотони путују само 0,1 милиметара између пада, биће потребно више од пола милиона година да фотон побегне од сунца. Ако мислите да је отприлике центиметар, тада ће требати око 5000 година да фотон изађе ван сунца.