Sunlight is way older than you think - Sten Odenwald

Translator: Tun Lin Aung + 1 Reviewer: Myo Aung

You may know that it takes light a zippy eight minutes

အလင်းဟာ နေရဲ့မျက်နှာပြင်မှနေပြီး ကျုပ်တို့ထံရောက်ဖို့

to reach us from the surface of the Sun,

တဟုန်ထိုးပြေးလာတာ ရှစ်မိနစ် ကြာတာကို ခင်ဗျားတို့ သိမှာပါ၊

so how long do you think it takes light

ဒီတော့ နေရဲ့ အတွင်းသားမှ နေမျက်နှာပြင်ထံ

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

ရောက်သွားဖို့ အတွက်ကော အလင်းရောင်ဟာ အချိန်ဘယ်လောက် ကြာမယ် ထင်ပါသလဲ။

A few seconds or a minute at most?

စက္ကန့်အနည်းလား သို့မဟုတ် အများဆုံး.. တစ်မိနစ်လား။

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

ယုံကြည်ဖို့ မလွယ်ပေမဲ့၊ အဖြေကတော့ နှစ် ထောင်ပေါင်းများစွာပါ။

Here's why.

အကြောင်းရင်းက ဒီလိုပါ။

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

Photonတွေကို နေရဲ့အတွင်းပိုင်း ဗဟိုချက်မှာ နျူးကလီးယား တုံ့ပြန်မှုဖြင့် ထုတ်ပါတယ်။

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

Photonတွေဟာ ဗဟိုချက်မှ စီးထွက်ရာတွင် ရုပ် ဒြပ်နဲ့ တုံ့ပြန်ရလို့ စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးကာ

becoming longer wavelength forms of light.

အလင်းရဲ့ လှိုင်းအလျား ပိုရှည်လျားလာပါတယ်။

They start out as gamma rays in the core,

အတွင်းပိုင်းမှာ ဂမ္မာရောင်ခြည်အဖြစ် စတင်ထွက်လာပေမဲ့

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

X ရောင်ခြည်၊ ခရမ်းလွန် သို့မဟုတ် မြင်နိုင် အလင်းနဲ့ မျက်နှာပြင်အနီးမှာ အဆုံးသတ်ပါတယ်။

However, that journey is neither simple nor direct.

သို့သော်လည်း ဒီခရီးက ရိုးရှင်းနေတာမျိုး၊ ဖြောင့်တန်းနေမျိုး မဟုတ်ပါဘူး။

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

ပေါက်ဖွားချိန်မှစလို့ Protonနဲ့ မတိုက်ခင် Photon တစ်လုံးစီဟာ တစ်စက္ကန့်မှာ ကီလိုမီတာ

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

၃၀၀,၀၀၀ နှုန်းဖြင့် ပြေးလာရင်း ပရိုတွန်နဲ့ တိုက်မိပြီး ဦးတည်ချက် ပြောင်းသွားတတ်တယ်၊

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

ကျည်ဆံမှ ပြန်ကန်သလိုပဲ ၎င်းက တိုက်မိတဲ့ လျှပ်စစ်ဆောင် အမှုန်တိုင်းမှ ကန်ထွက်တာပါ။

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

တစ်ချက်စီတိုက်ပြီးနောက် Photon ဟာ နေရဲ့ ဗဟိုမှ ဘယ်လောက် အဝေးကို ရောက်ကြောင်း

after each collision

မေးခွန်းကိုတော့

is known as the random walk problem.

Random Walk ပြဿနာလို့ ခေါ်ပါတယ်။

The answer is given by this formula:

အဖြေကို ဒီပုံသေနည်းဖြင့် ဖော်ပြပေးနိုင်တယ်-

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

အကွာအဝေးဟာ ခြေလှမ်းအကျယ်နဲ့ ခြေလှမ်း အရေအတွက်ရဲ့ နှစ်ထပ်ကိန်းရင်ပါ။

ဒါဆို ခင်ဗျားသာ ခင်ဗျား အိမ်ရှေ့တံခါးမှ တစ်စက္ကန့်ကို တစ်မီတာနှုန်းနဲ့

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

with a one meter stride each second,

ကျပန်းပုံစံမျိုး လှမ်းနေမယ်ဆိုရင်၊

it would take you a million steps and eleven days

တစ်ကီလိုမီတာပဲရှိတဲ့ ခရီးကို လျှောက်ဖို့ ခြေလှမ်း တစ်သန်းနဲ့

just to travel one kilometer.

ဆယ့်တစ်ရက်အထိ ကြာပါလိမ့်မယ်။

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

ဒီတော့ နေရဲ့ ဗဟိုချက်တွင် ပေါ်ထွန်းလာတဲ့ Photon အနေနဲ့ ခင်ဗျားဆီ ရောက်ဖို့

to reach you?

အချိန် ဘယ်လောက် ကြာမလဲ။

We know the mass of the Sun

ကျုပ်တို့က နေရဲ့ ဒြပ်ထုကို သိတော့

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

၎င်းထဲရှိ Proton တွေရဲ့ အရေအတွက်ကို တွက်ဖို့ သုံးနိုင်ပါတယ်။

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

နေရဲ့ Proton တွေ အားလုံးဟာ သမမျှတစွာ ပြန့်နှံ့တယ်လို့ ယာယီယူဆလိုက်ရင်

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

၎င်းတို့ အကြားက ပျမ်းမျှအကွာဝေးဟာ ၁.၀x၁၀^-၁၀ မီတာ ရှိပါလိမ့်မယ်။

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

အတွင်းသားမှ နေမျက်မှာပြင်အထိ ကီလိုမီတာ ၆၉၀,၀၀၀ ကို ကျပန်း လျှောက်လှမ်းဖို့

would then require 3.9 x 10^37 steps,

ခြေလှမ်းပေါင်း ၃.၉ x ၁၀^၃၇ လိုအပ်မှာမို့

giving a total travel time of 400 billion years.

စုစုပေါင်း ခရီးသွားချိန်က နှစ်ပေါင်း ဘီလျံ ၄၀၀ ပါ။

Hmm, that can't be right.

အင်း၊ အဲဒါ မမှန်နိုင်ပါဘူး။

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

နေရဲ့ သက်တမ်းက ၄.၆ ဘီလျံပဲ ရှိတော့... ဘာများ မှားသွားပါလိမ့်။

Two things:

နှစ်ချက်ရှိပါတယ်။

The Sun isn't actually of uniform density

နေရဲ့ သိပ်သည်းမှုဟာ တကယ်တော့ တပြေးညီ မဟုတ်နိုင်သလို

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

Photon တွေဟာ တိုက်မိတိုင်း Proton တချို့ကို ဆုံးရှုံးခဲ့ရတာ ရှိပါတယ်။

In actuality, a photon's energy,

တကယ်တမ်းတော့ Photon ရဲ့ ခရီးစဉ် တစ်လျှောက်မှာ

which changes over the course of its journey,

ပြောင်းလဲလျက် ရှိတတ်တဲ့ ၎င်းရဲ့ စွမ်းအင်ကမှ

determines how likely it is to interact with a proton.

၎င်းဟာ Proton နဲ့ တိုက်မိမယ့် အလားအလာကို ဆုံးဖြတ်ပေးပါတယ်။

သိပ်သည်းမှုဆိုတဲ့ မေးခွန်းကျတော့၊

On the density question,

our models show that the Sun has a hot core,

ကျုပ်တို့ရဲ့ ပုံစံတွေက နေရဲ့ ဗဟိုချက်ဟာ ပူလောင်နေတာကို ဖော်ပြကြပြီး

where the fusion reactions occur.

အဲဒီမှာမှ ပေါင်းစည်း ဓာတ်ပြုခြင်းတွေ ဖြစ်ပွားတာပါ။

Surrounding that is the radiative zone,

အဲဒါကို ဝန်းရံထားတာက အပူဖြာထွက်တဲ့ ဇုန်၊

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

နောက်တစ်ထပ်က မျက်နှာပြင် အထိရှိတဲ့ အပူလှည့်ကူးတဲ့ ဇုန် ပါ။

The material in the core is much denser than lead,

အတွင်းသားထဲက အရာတွေဟာ ခဲသတ္တုထက် ပိုပြီး သိပ်သည်းပေမဲ့၊

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

မျက်နှာပြင်အနီးရှိ ပူလောင်တဲ့ ပလပ်ဇမာ ကျတော့ သိပ်သည်းဆ တစ်သန်း လျော့နည်းပြီး

with a continuum of densities in between.

အဲဒီအကြားမှာကျတော့ သိပ်သည်ဆဟာ ဆက်တိုက် ပြောင်းလဲသွားတာပါ။

And here's the photon-energy relationship.

photon-energy ဆက်သွယ်ချက်က ဒီလိုပါ။

For a photon that carries a small amount of energy,

စွမ်းအင်ပမာဏအနည်းငယ်ကို သယ်ဆောင်တဲ့ Photon တစ်လုံးအတွက်၊

a proton is effectively huge,

Proton ဆိုတာ ဧရာမ ထိရောက်မှု ရှိတတ်လို့၊

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

အဲဒီလို photon ဟာ ပြန်ကန်ထုတ်ခံရဖို့ သိပ်ကို အလားအလာ များပါတယ်။

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

တချိန်တည်းမှာ စွမ်းအင်မြင့် photon အတွက် ကျပြန်တော့ ဆန့်ကျင်ဘက် အဆိုဟာ မှန်ပြီး၊

Protons are effectively tiny.

အဲဒီလို Proton တွေဟာ သိပ်ကို သေးငယ်ကြတယ်။

Photons start off at very high energies

စထွက်လာကြတဲ့ photon တွေဟာ နေရဲ့မျက်နှာပြင်မှ ၎င်းတို့

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

နောက်ပိတ်ဆုံး ဖြာထွက်ချိန်နဲ့ နှိုင်းယှဉ်ရင် စွမ်းအင် သိပ်မြင့်မားပါတယ်။

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

အခု ဒီပြောင်းလဲနေတဲ့ ပမာဏတွေနှင့်အတူ ကျပန်း လမ်းလျှောက်မှု ညီမျှခြင်းကို

to calculate the random walk equation with these changing quantities,

တွက်ကြည့်ရန် ကွန်ပြူတာနဲ့ ရှုပ်ထွေးလှတဲ့ နေရဲ့ အတွင်းသားပုံစံကို အသုံးပြုရင်

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

ယင်းက ၁၇၀,၀၀၀ နှစ် ဆိုတဲ့ ကိန်းဂဏန်းကို ထုတ်ပေးပါတယ်။

Future discoveries about the Sun may refine this number further,

နေနဲ့ ဆိုင်တဲ့ အနာဂတ် တွေ့ရှိမှုတွေက ဒီ ကိန်းကို ပိုတိကျအောင် မွမ်းမံနိုင်တယ်။

but for now, to the best of our understanding,

ဒါပေမဲ့ ခုထိတော့.. ကျုပ်တို့ အကောင်းဆုံး နားလည်းထားတာက၊

the light that's hitting your eyes today

ဒီနေ့ ကျုပ်တို့ မျက်လုံးကို ထိမှန်နေတဲ့ အလင်းရောင်ဟာ

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

နေရဲ့ မျက်နှာပြင်သို့ ရှေ့ရှုသွားရင်း ဟိုတိုက်ဒီတိုက်နဲ့ နှစ် ၁၇၀,၀၀၀ ကြာခဲ့ကာ၊

plus eight miniscule minutes in space.

ဟင်းလင်းပြင်ထဲ ကြာတဲ့ ရှစ်မိနစ်ကိုလည်း အဲဒီထဲ ထည့်ပေါင်းပေးရမယ်။

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

တနည်းအားဖြင့်၊ အဲဒီ photon ဟာ လွန်ခဲ့တဲ့ ရေခဲခေတ် နှစ်ခေတ်တုန်းက ခရီးစတင်ခဲ့လို့

around the same time when humans first started wearing clothes.

လူသားတွေက အဝတ်ကို စဝတ်တတ်လာကြတဲ့ အချိန်လောက်တုန်းကပါပဲ။