太陽光子從核心到表面要走十幾萬光年,到底是怎麼個走法?

2020-12-05 時空通訊

有人說太陽光子從中心走到表面要十幾萬年,說明太陽半徑有十幾萬光年。

這實在是毫無常識認知的糊塗說法。太陽半徑才69.6萬千米,是1光年的1359萬分之一,與十幾萬光年半根毛也夠不上。

光年是長度距離單位,1光年就是光速傳輸一年的距離,光速為真空中光的運行速度,每秒約30萬千米,光速運行一年為9.46萬億千米,因此1光年為9.46萬億千米。

掰著指頭用小學算術計算一下,太陽半徑是1光年的多少分之一,我沒說錯吧?

時空通訊由此想起已故著名相聲藝術家侯寶林的一個相聲段子,倆醉漢吹牛,一個說我可以順著手電光柱爬上天;另一個說,你爬上去我關掉手電你不就掉下來啦,哈哈。

說太陽半徑十數萬光年計之人大概處於這種狀態吧?

太陽光子從太陽中心被核聚變生成後,一路磕磕碰碰轉悠到太陽表面,花了數萬年甚至數十數百萬年時光,是因為這一路走來,不是真空狀態。

光子在真空狀態才能夠每秒傳輸30萬千米,如果俺把手一揮,就能夠阻擋若干光子的前進步伐。也就是說,光子在不同介質中傳播速度是不一樣的,遇到某些障礙就無法前行了。

光子剛出生時,就會以每秒30萬千米運行,可惜從太陽中心到表面,有無數的質子在阻擋它,本來只要兩秒多就能走完的約70萬千米行程,花費了大量時間消耗在與質子糾纏中了。

光子每遇到一個質子就會進行一次能量交互作用,被吸收和釋放一次。

太陽內部到底有多少質子呢?至少有10^26個,每個質子距離平均也就是1埃左右。如果每個光子遇到每個質子都要「嘮叨幾句」,進行一次能量交換,而且釋放出來的光子方向是隨機的。

也就是說這些光子是在濃密的質子中間碰來撞去歪歪扭扭兜著圈子前行的。

有人計算過,這種隨機漫步需要走3.9x10^37步,它們走完太陽中心到表面這70萬千米距離需要4千億年。

而宇宙年齡才有138億年,太陽年齡才有50億年,光子到表面要幾千億年,怎麼可能呢?

其實它們的行程並不需要這麼多的時間,因為太陽質子的分布並不是均勻的,而每個光子並不需要與每個質子相遇和交互作用,這樣一般只要幾萬年或者幾十萬年就能夠到達太陽表面了。

但這並不排除有部分光子一直在太陽質子的陷阱中不能自拔,幾百萬年甚至幾千萬年還在裡面與質子們「爬著電筒光柱」,玩得忘乎所以了呢。

但絕大多數光子在十幾萬年就脫穎而出了,衝出太陽表面輻射到太空中。

不過這些光子本來是高能的伽馬射線,在與質子的擁抱中就漸漸被消磨得能量不斷降低,到了表面就大多數變成了X射線、紫外線、可見光了,它們以電磁輻射方式照耀著太陽系廣袤的空間,其中有22億分之一分配給我們地球,養育了人類和生態萬物,生生不息。

一出太陽表面,太陽之光就恢復了其宇宙速度冠軍本性,只需500秒就跑完了太陽到地球1.5億千米的行程。

就是這樣,歡迎討論。

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