Stai per lasciare una festa. La notte è finita, i tuoi piedi sono stanchi e la porta d’ingresso è letteralmente a dieci passi di distanza. Ma ecco il problema.
Qualcuno vuole mostrarti un meme. Allora qualcun altro ha bisogno di un abbraccio. Un altro amico ha una storia sul suo ex che richiede un monologo completo.
Quando finalmente varchi la soglia ed esci sul portico, è passata un’ora.
Questa è la vita di un fotone nato nel nucleo del Sole.
Sappiamo che la luce solare impiega 8 minuti per attraversare i 150 milioni di chilometri che separano la stella dalla Terra. Sembra istantaneo. Sembra diretto. Ma quella velocità vale solo per l’ultima tappa del viaggio. Prima che quell’energia raggiunga la nostra atmosfera, subisce un viaggio labirintico attraverso l’interno del sole che dura da millenni.
Il mito della linea retta
Sembra logico supporre che l’energia venga sparata direttamente dal centro del Sole come un proiettile. Se lo spazio fosse vuoto, un fotone di raggi gamma percorrerebbe la distanza di 695,70 chilometri dal nucleo alla superficie in circa 2,3 secondi.
Non è quello che succede.
L’interno del Sole è una densa zuppa di plasma. È così compatto che un fotone riesce a malapena a muoversi di un capello prima di schiantarsi contro un’altra particella carica. Viene assorbito, codificato e riemesso in una direzione totalmente casuale. Oppure si disperde lateralmente. Poi ancora. E ancora.
I fisici la chiamano “passeggiata casuale”.
Per decenni, i calcoli hanno presupposto che la lunghezza del passo – la distanza percorsa da un fotone prima di una collisione – fosse costante. Gli scienziati hanno stimato questa distanza tra 0,5 e 1 centimetro. Hanno inserito quei numeri nei modelli di diffusione. Il risultato? L’energia impiega dai 3.000 ai 90.00 anni per uscire dalla stella.
Vicino, ma sbagliato.
Un errore di calcolo nella densità
Nel 1992, gli astrofisici Romas Mitals e Kenneth R. Sills dell’Università dell’Ontario Occidentale hanno analizzato i dati. Hanno notato un difetto nell’assunzione di una lunghezza del passo costante.
Il Sole non è uniformemente denso. È schiacciato più pesante al centro e più leggero verso i bordi.
Immagina uno scienziato in piedi dall’altra parte della strada, che ti guarda camminare dalla tua macchina al marciapiede. Calcolano il breve tratto per calcolare la velocità di camminata. Quindi usano quella velocità per indovinare quanto tempo ci hai messo per muoverti nella casa affollata.
Hanno ignorato gli amici che ti hanno fermato dentro. Hanno misurato solo lo spazio libero all’esterno.
Mitalas e Sills si resero conto che lo “spazio libero” all’interno del Sole era molto più piccolo di quanto si pensasse in precedenza, soprattutto negli strati più interni. Quando hanno modellato i reali gradienti di densità dell’interno solare, i numeri sono cambiati drasticamente.
La lunghezza del passo è scesa sotto 0,1 centimetri in oltre il 50% del raggio solare.
Piccolo aggiustamento. Conseguenza enorme.
170.000 anni di attesa
Questa correzione non ha solo modificato la stima. Ha riscritto la sequenza temporale.
Il tempo di diffusione si estendeva da decine di migliaia di anni a circa 170.000 anni.
Questo è il tempo che l’energia trascorre intrappolata nel cammino casuale prima di sfondare la fotosfera. Rimbalza, si disperde e va alla deriva sempre più in profondità nell’incertezza statistica finché non tocca finalmente la superficie.
Una volta liberata la fotosfera, il percorso si apre. Niente più particelle a bloccare la strada. Il vuoto dello spazio è vuoto. L’energia accelera alla velocità della luce, colpendo la Terra in poco più di 8 minuti dopo.
Il calore della storia antica
Quindi la prossima volta che senti il calore del sole sulla tua pelle, renditi conto che non stai avvertendo gli eventi attuali. Ti senti preistoria.
L’energia che riscalda il tuo viso ha lasciato il nucleo più di 100.000 anni fa. Questo prima che gli antichi egizi posassero le prime pietre delle piramidi. È successo prima che l’ultima grande era glaciale si ritirasse. Il calore che senti è un fossile, generato nelle profondità interiori molto prima che la civiltà umana prendesse forma.
Il fotone finalmente sfuggì. Il lungo viaggio si è concluso. E ora è qui.
