Opouštíte večírek. Noc skončila, vaše nohy jsou unavené a dveře jsou jen deset kroků odtud. Ale tady nastává problém.
Někdo vám chce ukázat vtipný meme. Pak ten druhý potřebuje obejmout. Jiný přítel vypráví příběh o své bývalé, který vyžaduje celý monolog.
Než konečně překročíte práh a vystoupíte na verandu, hodina beze stopy zmizela.
Takový je život fotonu zrozeného v jádru Slunce.
Víme, že slunečnímu světlu trvá 8 minut, než urazí 150 milionů kilometrů mezi hvězdou a Zemí. Zdá se to být okamžité. Vypadá to přímo vpřed. Tato rychlost ale platí pouze pro poslední etapu cesty. Než tato energie dosáhne naší atmosféry, podstoupí labyrintovou cestu vnitřními vrstvami Slunce, která trvá tisíciletí.
Mýtus o přímé linii
Je logické předpokládat, že energie vystřeluje ze středu Slunce jako střela. Pokud by byl prostor prázdný, foton gama záření by pokryl vzdálenost od jádra k povrchu (695 700 km) za pouhé 2,3 sekundy.
Ale to se nestane.
Vnitřní struktura Slunce je hustá polévka plazmatu. Je tak těsně nabitá, že foton může sotva překonat šířku vlasu, než se srazí s jinou nabitou částicí. Je absorbován, rozptylován a znovu emitován zcela náhodným směrem. Nebo se odráží do strany. Pak znovu. A znovu.
Fyzici tomu říkají „náhodná procházka“.
Výpočty po dlouhou dobu předpokládaly, že délka kroku – vzdálenost, kterou foton urazí před srážkou – je konstantní. Vědci odhadli tuto vzdálenost na 0,5–1 centimetr. Zapojili tato čísla do difúzního modelu. Výsledek? Energii trvá 3 000 až 90 000 let, než opustí hvězdu.
Blízko, ale špatně.
Chyba v odhadu hustoty
V roce 1992 astrofyzici Romas Mitalas a Kenneth R. Sills z University of Western Ontario analyzovali data. Našli chybu v předpokladu konstantní délky kroku.
Slunce nemá jednotnou hustotu. Ve středu je více stlačený a směrem k okrajům se stává méně hustým.
Představte si vědce, který stojí přes ulici a sleduje, jak přecházíte od auta na chodník. Časuje tuto krátkou dávku pro výpočet rychlosti chůze. Pomocí této rychlosti pak odhadne, jak dlouho vám trvalo projít stísněným domem.
Ignoroval své přátele, kteří vás zastavili uvnitř. Měřil pouze volný prostor na ulici.
Mitalas a Sills si uvědomili, že „volného prostoru“ uvnitř Slunce je mnohem méně, než se dříve myslelo, zejména ve vnitřních vrstvách. Když modelovali skutečné gradienty hustoty ve slunečním nitru, čísla se dramaticky změnila.
Délka kroku klesla pod 0,1 cm na více než 50 % poloměru Slunce.
Sebemenší změna. Obrovské následky.
170 000 let čekání
Tato oprava neopravila pouze hodnocení. Přepsala chronologii.
Doba difúze se protáhla z desítek tisíc let na přibližně 170 000 let.
To je, kolik času stráví energie uvězněná při náhodné procházce, než prorazí do fotosféry. Poskakuje, rozptyluje se a proniká hlouběji do nejistoty, až se nakonec dostane na povrch.
Jakmile projde fotosférou, cesta se otevře. Už žádné částice neblokují silnici. Vesmírné vakuum je prázdné. Energie se zrychluje na rychlost světla a Zemi dosáhne za něco málo přes 8 minut.
Teplo dávné historie
Takže až příště ucítíte teplo Slunce na své kůži, uvědomte si, že to, co cítíte, nejsou aktuální události. Cítíte prehistorickou minulost.
Energie, která zahřívá vaši tvář, opustila jádro před více než 100 000 lety. To bylo předtím, než staří Egypťané položili první kameny pyramid. To bylo předtím, než ustoupila poslední doba ledová. Teplo, které cítíte, je fosilie zrozená v hlubinách dávno předtím, než vznikla lidská civilizace.
Foton nakonec vypukl. Dlouhá cesta je u konce. A tady je.
