Sunlight is way older than you think - Sten Odenwald

Μετάφραση: Dimitra Avramidi Επιμέλεια: Vaia Katsarou

You may know that it takes light a zippy eight minutes

Γνωρίζετε ότι το φως χρειάζεται οκτώ λεπτά

to reach us from the surface of the Sun,

να μας φτάσει από την επιφάνεια του Ήλιου,

so how long do you think it takes light

πόσο χρόνο, όμως, πιστεύετε ότι χρειάζεται

to travel from the Sun's core to its surface?

για να ταξιδέψει από τον πυρήνα του Ήλιου στην επιφάνειά του;

A few seconds or a minute at most?

Λίγα δευτερόλεπτα, ή ένα λεπτό το πολύ;

Well, oddly enough, the answer is many thousands of years.

Λοιπόν, παραδόξως, η απάντηση είναι πολλές χιλιάδες χρόνια.

Here's why.

Να γιατί.

Τα φωτόνια παράγονται από τις πυρηνικές αντιδράσεις

Photons are produced by the nuclear reactions deep in the core of our Sun.

βαθιά στον πυρήνα του Ήλιου μας.

As the photons flow out of the core, they interact with matter and lose energy,

Καθώς τα φωτόνια ρέουν έξω από τον πυρήνα,

αλληλεπιδρούν με την ύλη, και χάνουν ενέργεια,

becoming longer wavelength forms of light.

και γίνονται μορφή φωτός μεγαλύτερου μήκους κύματος.

They start out as gamma rays in the core,

Ξεκινούν ως ακτίνες γάμμα στον πυρήνα,

but end up as x-rays, ultraviolet or visible light as they near the surface.

αλλά καταλήγουν ως ακτίνες Χ, υπεριώδες ή ορατό φως,

όταν βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια.

However, that journey is neither simple nor direct.

Ωστόσο, το ταξίδι τους δεν είναι ούτε απλό, ούτε σε ευθεία.

Upon being born, each photon travels at a speed of 300,000 kilometers per second

Mε το που γεννιέται,

κάθε φωτόνιο ταξιδεύει με ταχύτητα 300.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο,

until it collides with a proton and is diverted in another direction,

μέχρι να συγκρουστεί με ένα πρωτόνιο και να εκτραπεί προς άλλη κατεύθυνση,

acting like a bullet ricocheting off of every charged particle it strikes.

σαν μια σφαίρα που εξοστρακίζεται με το που χτυπά ένα φορτισμένο σωματίδιο.

The question of how far this photon gets from the center of the Sun

Το ερώτημα του πόσο μακριά φτάνει αυτό το φωτόνιο από το κέντρο του Ήλιου,

after each collision

ύστερα από κάθε σύγκρουση,

είναι γνωστό ως το πρόβλημα του Τυχαίου Περιπάτου.

is known as the random walk problem.

The answer is given by this formula:

Η απάντηση δίνεται από αυτόν τον τύπο:

distance equals step size times the square root of the number of steps.

η απόσταση ισούται με το μέγεθος του βήματος,

επί την τετραγωνική ρίζα του αριθμού των βημάτων.

Αν, λοιπόν, κάνατε μια τυχαία βόλτα από την εξώπορτά σας

So if you were taking a random walk from your front door

with a one meter stride each second,

με διασκελισμό ενός μέτρου κάθε δευτερόλεπτο,

it would take you a million steps and eleven days

θα σας έπαιρνε ένα εκατομμύριο βήματα και έντεκα μέρες

just to travel one kilometer.

μόνο για να διανύσετε ένα χιλιόμετρο.

So then how long does it take for a photon generated in the center of the sun

Τότε πόσο χρόνο χρειάζεται ένα φωτόνιο

που παράγεται στο κέντρο του ήλιου, να φτάσει σε εσάς;

to reach you?

Γνωρίζουμε τη μάζα του Ήλιου και μπορούμε να τη χρησιμοποιήσουμε

We know the mass of the Sun

and can use that to calculate the number of protons within it.

για να υπολογίσουμε τον αριθμό των πρωτονίων μέσα σε αυτόν.

Let's assume for a second that all the Sun's protons are evenly spread out,

Ας υποθέσουμε για λίγο ότι όλα τα πρωτόνια του Ήλιου

είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα,

making the average distance between them about 1.0 x 10^-10 meters.

με μέση απόσταση μεταξύ τους περίπου 1,0 x 10^-10 μέτρα.

To random walk the 690,000 kilometers from the core to the solar surface

Με Τυχαίο Περίπατο τα 690.000 χιλιόμετρα

από τον πυρήνα μέχρι την ηλιακή επιφάνεια,

would then require 3.9 x 10^37 steps,

θα απαιτούσε 3,9 x 10^37 βήματα,

giving a total travel time of 400 billion years.

δίνοντας συνολικό χρόνο ταξιδιού 400 δισεκατομμυρίων ετών.

Hmm, that can't be right.

Χμ, αυτό δεν μπορεί να είναι σωστό.

The Sun is only 4.6 billion years old, so what went wrong?

Ο Ήλιος είναι μόλις 4,6 δισ. ετών, τι πήγε στραβά λοιπόν;

Two things:

Δύο πράγματα:

Ο Ήλιος δεν έχει ομοιόμορφη πυκνότητα

The Sun isn't actually of uniform density

και τα φωτόνια θα χάσουν αρκετά πρωτόνια σε κάθε σύγκρουση.

and photons will miss quite a few protons between every collision.

In actuality, a photon's energy,

Στην πραγματικότητα, η ενέργεια ενός φωτονίου,

which changes over the course of its journey,

η οποία αλλάζει κατά την πορεία του ταξιδιού του,

determines how likely it is to interact with a proton.

καθορίζει πόσο πιθανό είναι να αλληλεπιδράσει με ένα πρωτόνιο.

Στο ερώτημα της πυκνότητας,

On the density question,

our models show that the Sun has a hot core,

τα μοντέλα μας δείχνουν ότι ο Ήλιος έχει καυτό πυρήνα,

where the fusion reactions occur.

όπου συμβαίνουν αντιδράσεις σύντηξης.

Γύρω από αυτόν είναι η ζώνη ακτινοβολίας,

Surrounding that is the radiative zone,

followed by the convective zone, which extends all the way to the surface.

ακολουθούμενη από τη ζώνη μεταφοράς, που εκτείνεται μέχρι την επιφάνεια.

Το υλικό στον πυρήνα είναι πολύ πιο πυκνό και από τον μόλυβδο,

The material in the core is much denser than lead,

while the hot plasma near the surface is a million times less dense

ενώ το καυτό πλάσμα κοντά στην επιφάνεια είναι ένα εκατομμύριο φορές λιγότερο πυκνό

with a continuum of densities in between.

με ένα συνεχές πυκνοτήτων ενδιάμεσα.

And here's the photon-energy relationship.

Και εδώ είναι η σχέση φωτονίου-ενέργειας.

For a photon that carries a small amount of energy,

Για ένα φωτόνιο που φέρει μια μικρή ποσότητα ενέργειας,

a proton is effectively huge,

το πρωτόνιο είναι, ουσιαστικά, τεράστιο,

and it's much more likely to cause the photon to ricochet.

και είναι πολύ πιο πιθανό να κάνει το φωτόνιο να αναπηδήσει.

And for a high-energy photon, the opposite is true.

Για ένα φωτόνιο υψηλής ενέργειας, ισχύει το αντίθετο.

Protons are effectively tiny.

Τα πρωτόνια είναι ουσιαστικά μικροσκοπικά.

Photons start off at very high energies

Τα φωτόνια ξεκινούν με πολύ υψηλές ενέργειες σε σύγκριση

compared to when they're finally radiated from the Sun's surface.

με όταν τελικά ακτινοβολούνται από την επιφάνεια του Ήλιου.

Now when we use a computer and a sophisticated solar interior model

Όταν χρησιμοποιούμε υπολογιστή

με εξελιγμένο υπολογιστικό μοντέλο του ηλιακού εσωτερικού

η εξίσωση τυχαίου περιπάτου

to calculate the random walk equation with these changing quantities,

με αυτές τις μεταβλητές

it spits out the following number: 170,000 years.

βγάζει τον ακόλουθο αριθμό: 170.000 χρόνια.

Future discoveries about the Sun may refine this number further,

Μελλοντικές ανακαλύψεις για τον Ήλιο

μπορεί να βελτιώσουν, περαιτέρω, αυτόν τον αριθμό, αλλά προς το παρόν,

but for now, to the best of our understanding,

υπολογίζουμε ότι το φως που φτάνει στα μάτια μας σήμερα

the light that's hitting your eyes today

spent 170,000 years pinballing its way towards the Sun's surface,

πέρασε 170.000 χρόνια κάνοντας φλίπερ προς την επιφάνεια του Ήλιου,

plus eight miniscule minutes in space.

συν οκτώ λεπτάκια στο διάστημα.

In other words, that photon began its journey two ice ages ago,

Με άλλα λόγια, αυτό το φωτόνιο ξεκίνησε το ταξίδι του

πριν από δύο εποχές παγετώνων,

around the same time when humans first started wearing clothes.

περίπου την ίδια εποχή που οι άνθρωποι άρχισαν να φοράνε ρούχα.