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태양은 수소 공이 너무 커서 중심의 중력이 수소 원자에서 전자를 제거하고 양자를 서로 단단히 밀착시켜 서로 달라 붙습니다. "고착"은 결국 헬륨을 생성하고 감마선 광자 형태의 에너지를 방출합니다. 이 광자는 태양의 입자를 통과하여 길을 따라 약간의 에너지를 잃고 마침내 X- 선, 적외선 및 가시 광선으로 태양을 빠져 나갑니다. 중심에서 태양으로부터 나오는 경로는 많은 단계와 수년이 걸립니다.
감마선
태양의 핵심에서 수소로부터 헬륨을 생성하는 것은 하나의 감마선을 직접 방출하고 다른 감마선을 간접적으로 방출하는 3 단계 과정입니다. 감마선은 마이크로파, 라디오 및 광파와 같은 전자기 방사선으로 초당 300,000km (초당 186,000 마일)의 속도로 이동합니다. 태양의 반경은 약 700,000 킬로미터 (435,000 마일)입니다. 따라서 감마선은 태양이 생성 된 후 약 2.3 초 후에 태양 밖으로 나올 것으로 예상 할 수 있습니다. 그러나 그런 일은 일어나지 않습니다.
충돌
태양의 핵심에서 양성자와 헬륨 핵은 너무 두껍기 때문에 방출 된 감마선이 흡수되기 전에 매우 멀리 갈 수 없습니다. 감마선이 태양의 중심에서 바로 방출된다고 생각하면 표면으로 향합니다. 그것이 양성자에 충돌하면 충돌의 결과는 여분의 에너지를 가진 양성자입니다. 양성자는 다른 감마선 광자를 방출함으로써 그 여분의 에너지를 포기합니다. 그러나 이것은 어느 방향 으로든 시작할 수 있습니다. 감마선이 한 충돌에서 다른 충돌로 향하면서 흡수되고 다시 방출 될 때마다 방향이 바뀝니다.
랜덤 워크
술에 취한 사람이 일어 서기 위해 가벼운 기둥을 붙잡아 야한다고 상상해보십시오. 그는 단 10 걸음 떨어진 다음 가벼운 기둥에 가고 싶어하지만 술에 취해 직선으로 걸을 수 없습니다. Heck, 그는 술에 취해 한 걸음 밟은 후 다음 단계는 다른 방향이 될 수 있습니다. 그것이 물리학 자와 수학자들이 "술취한 자 걷기"또는 "무작위 걷기"문제라고하는 것입니다. 문제는 그 녀석이 하나의 가로등 기둥에서 다음 가로등 기둥까지 얼마나 걸리나요? 대답은 그의 시작 지점과 끝 지점이 10 단계로 분리되어 있으면 평균-100 단계-10 제곱입니다. 그것은 태양의 핵심에서 감마선이 직면하는 것과 같은 상황입니다.
가정
랜덤 워크 문제를 해결하려고 할 때 알아야 할 가장 중요한 것은 단계가 얼마나 큰지입니다. 태양의 감마선 광자를 알아내는 데에는 두 가지 문제가 있습니다. 첫째, 조건은 태양 전체에 걸쳐 동일하지 않으므로 감마선 사이의 거리는 다른 입자와 충돌합니다. 둘째, 아무도 태양의 중심을 방문한 적이 없으므로 어쨌든 몇 가지 가정이 필요합니다. 10 분의 1 밀리미터에서 약 1 센티미터에 이르는 모든 종류의 합리적인 가정이 있습니다. 이 거리의 선택은 시간 계산에 큰 영향을 미칩니다.
시간이 얼마나 걸리나요
태양의 반경은 70 만 킬로미터이며, 각 단계가 10 분의 1 밀리미터 인 경우 7 조 "단계"이고, 각 단계가 1 센티미터 인 경우 700 억 단계입니다. 음주 운전 문제에서 특정 거리를 얻는 데 걸리는 평균 단계 수는 직선으로 이동하는 데 걸리는 단계 수의 제곱과 같습니다. 따라서 0.1 밀리미터의 49 조 조와 1 센티미터의 490 조 조가 필요합니다. 이 단계를 이동하는 데 걸리는 시간은 총 거리를 빛의 속도로 나눈 값입니다. 따라서 광자가 충돌 사이에 0.1 밀리미터 만 이동한다고 생각하면 광자가 태양을 탈출하는 데 50 만 년 이상이 걸립니다. 약 1 센티미터라고 생각하면 광자가 태양 밖으로 나오기까지 약 5,000 년이 걸립니다.