Sunlight is way older than you think - Sten Odenwald

A luz do Sol é muito mais antiga do que você pensa - Sten Odenwald

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Romane Ferreira

You may know that it takes light a zippy eight minutes

Você pode saber que a luz leva apenas oito minutos

to reach us from the surface of the Sun,

para chegar até nós vinda da superfície do Sol,

mas quanto tempo você acha que a luz gasta

so how long do you think it takes light

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

para ir do núcleo do Sol até a superfície dele?

A few seconds or a minute at most?

Alguns segundos ou no máximo um minuto?

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

Bem, curiosamente, a resposta é: muitos milhares de anos.

Here's why.

Eis o motivo:

os fótons são produzidos por reações nucleares

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

nas profundezas do núcleo Solar.

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

Os fótons, ao saírem do núcleo,

interagem com a matéria e perdem energia,

becoming longer wavelength forms of light.

virando formas de luz de maior comprimento de onda.

They start out as gamma rays in the core,

Eles começam como raios gama no núcleo

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

e terminam como raios X, luz ultravioleta ou visível

quando se aproximam da superfície.

However, that journey is neither simple nor direct.

Entretanto, não é uma jornada simples nem direta.

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

Depois de produzidos, cada fóton viaja à velocidade de 300 mil km/s

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

até colidir com um próton e sofrer um desvio na sua trajetória,

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

agindo como um projétil que ricocheteia em toda partícula carregada que atinge.

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

A questão da distância que o fóton atinge a partir do centro do Sol

after each collision

após cada colisão,

is known as the random walk problem.

é conhecida como o problema do passeio aleatório.

The answer is given by this formula:

A resposta é dada por esta fórmula:

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

a distância é igual ao tamanho do passo vezes a raiz quadrada do número de passos.

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

Se você fizer um passeio aleatório saindo da porta de sua casa,

with a one meter stride each second,

com uma passada de um metro por segundo,

it would take you a million steps and eleven days

precisaria de 1 milhão de passos e de 11 dias

just to travel one kilometer.

apenas para se deslocar um quilômetro.

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

Quanto tempo um fóton gerado no centro do Sol leva para atingir você?

to reach you?

Sabemos qual é a massa do Sol

We know the mass of the Sun

e podemos usá-la para calcular o número de prótons que há dentro dele.

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

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

Imaginemos que todos os prótons do Sol estejam uniformemente dispersos,

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

o que faria a distância média entre eles

ser aproximadamente 1,0 x 10^-10 metros.

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

Para caminhar aleatoriamente 690 mil km do núcleo à superfície solar

would then require 3.9 x 10^37 steps,

seriam necessários 3,9 x 10^37 passos,

giving a total travel time of 400 billion years.

e um tempo de viagem de 400 bilhões de anos.

Hmm, that can't be right.

Hum, isto não pode estar certo...

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

O Sol tem somente 4,6 bilhões de anos, então onde está o erro?

Two things:

Em duas coisas:

The Sun isn't actually of uniform density

o Sol não tem densidade uniforme

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

e os fótons atravessam vários prótons entre cada colisão.

In actuality, a photon's energy,

Na verdade, é a energia do fóton,

which changes over the course of its journey,

que muda durante sua jornada,

determines how likely it is to interact with a proton.

que determina a probabilidade dele interagir com um próton.

On the density question,

No que se refere à densidade,

our models show that the Sun has a hot core,

nossos modelos mostram que o Sol tem um núcleo quente

where the fusion reactions occur.

onde ocorre a fusão nuclear.

Surrounding that is the radiative zone,

Em torno dele há uma zona radiativa,

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

seguida pela zona de convecção, que se estende até à superfície.

The material in the core is much denser than lead,

O material do núcleo é muito mais denso que o chumbo

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

e o plasma proxímo da superfície

tem densidade 1 milhão de vezes menor,

with a continuum of densities in between.

com a densidade variando continuamente entre essas zonas.

And here's the photon-energy relationship.

E há a relação fóton-energia.

For a photon that carries a small amount of energy,

Para um fóton que contém uma pequena quantidade de energia,

a proton is effectively huge,

um proton é efetivamente gigante

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

e tem maior probabilidade de fazer o fóton ricochetear nele.

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

Jà para um fóton de alta energia, o oposto ocorre.

Protons are effectively tiny.

Os prótons são efetivamente pequenos.

Photons start off at very high energies

No princípio, os fótons têm energias muito elevadas

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

comparadas com aquelas que têm quando são irradiados da superfície solar.

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

Quando usamos um computador e um modelo sofisticado do interior do sol

to calculate the random walk equation with these changing quantities,

para calcular a equação do passeio aleatório

com essas quantidades mutantes,

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

obtém-se o seguinte resultado: 170 mil anos.

Future discoveries about the Sun may refine this number further,

Descobertas futuras sobre o Sol podem refinar ainda mais este número,

but for now, to the best of our understanding,

mas por enquanto, até onde sabemos,

the light that's hitting your eyes today

a luz que hoje chega aos seus olhos

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

gastou 170 mil anos ziguezagueando até a superfície do Sol,

plus eight miniscule minutes in space.

mais oito minutos percorrendo o espaço.

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

Em outras palavras, esse fóton começou sua jornada há duas eras do gelo,

around the same time when humans first started wearing clothes.

mais ou menos à mesma época

em que os homens começaram a usar roupas.