Din miezul Soarelui până într-o frunză
Lumina de pe fața ta a plecat de la suprafața Soarelui acum opt minute. Până la suprafață a avut un drum mult mai lung. Urmărește-o din centru, pas cu pas.
În interiorul Soarelui
Privit din afară, Soarele e o minge de gaz incandescent cu raza de 695.700 de kilometri. Înăuntru are straturi.
Miezul, sfertul din interior al razei, e locul unde se produce aproape toată energia. În jurul lui e zona radiativă, prin care energia iese ca lumină. În ultimele 29 de procente ale razei, zona de convecție, gazul însuși fierbe și duce căldura până la suprafață.
Centrul
În centru, temperatura e de circa 15,7 milioane de kelvini, iar gazul e strâns până la o densitate de vreo opt ori mai mare decât a aurului.
Aici, nucleele de hidrogen fuzionează în heliu. Fiecare fuziune eliberează energie, o bună parte sub formă de raze gama, cel mai energic fel de lumină.
Mai aproape: câțiva milimetri
Urmărește o singură rază gama. Pleacă cu viteza luminii, dar miezul e atât de aglomerat cu particule încărcate electric încât face doar vreo 0,09 centimetri până lovește una. Asta durează trei picosecunde, adică trei miimi dintr-o miliardime de secundă.
Particula o absoarbe sau o abate. Oricum ar fi, lumina merge mai departe într-o direcție nouă, aleasă la întâmplare.
16 pași
Fiecare pas o ia în altă parte. Nimic nu trage lumina spre exterior și nimic nu ține minte de unde a venit.
După 16 pași, de obicei e cam la patru pași de locul de plecare și are la fel de multe șanse să se întoarcă spre centru ca să se îndepărteze.
Mai departe
Asta se cheamă mers la întâmplare. Distanța parcursă crește doar cu rădăcina pătrată a numărului de pași: ca să ajungă de zece ori mai departe, îi trebuie de o sută de ori mai mulți pași. Ca să ajungă de o mie de ori mai departe, de un milion de ori mai mulți.
La mărimea asta, încâlceala are deja mii de pași și tot are doar câțiva centimetri.
O mie de kilometri
Cu pași atât de scurți, ca să ajungă la o mie de kilometri de locul de plecare i-ar trebui vreun miliard de miliarde.
Mai spre exterior, unde gazul e mai rar, pașii se lungesc. Dar Soarele are raza de 695.700 de kilometri, iar lumina abia a pornit.
Mai spre exterior
La drept vorbind, nimic nu face tot drumul acesta. De fiecare dată când lumina e absorbită, gazul trimite lumină nouă, iar energia e predată mai departe.
Cu cât e mai departe de centru, cu atât gazul e mai rece și lumina pe care o trimite are mai puțină energie: razele gama devin raze X, apoi ultraviolete. Firul de pe ecran urmărește lumina predată mai departe, nu o singură particulă.
Marginea zonei radiative
Cea mai citată estimare pentru drumul din miez până în vârful zonei radiative, la 71 la sută din distanța până la suprafață, e de circa 170.000 de ani. Vine dintr-un calcul din 1992, făcut cu un model al Soarelui. Alte modele dau între câteva zeci de mii și vreo două sute de mii de ani. Nimeni nu-l poate cronometra direct.
Mergând tot timpul cu viteza luminii, lumina a parcurs în zigzag vreo 170.000 de ani-lumină ca să ajungă la jumătate de milion de kilometri de locul de plecare.
Lumina nu e cel mai lent lucru din Soare. Dacă se socotește și căldura înmagazinată în gaz, energia însăși are nevoie de circa 30 de milioane de ani ca să iasă, cum arată un articol din 2003, fiindcă mare parte din ea stă în gazul fierbinte, nu în lumină.
Zona de convecție
La baza zonei de convecție temperatura a scăzut la circa 2 milioane de kelvini, iar gazul oprește lumina atât de bine încât radiația nu mai e drumul cel mai rapid pentru căldură.
Așa că gazul fierbe. Coloane fierbinți urcă, se răcesc și coboară din nou, și duc energia cu ele. Toată urcarea, de vreo 200.000 de kilometri, durează în jur de trei luni.
Fotografie reală · 36.500 km
Aceasta e suprafața reală a Soarelui, fotografiată de telescopul solar Inouye din Hawaii. Imaginea are 36.500 de kilometri în lățime, aproape de trei ori lățimea Pământului, și e desenată aici la mărimea asta.
Fiecare celulă, cam cât Texasul, cum spune observatorul, e vârful unei coloane care urcă. Gazul fierbinte vine în sus prin centrele luminoase și coboară la loc prin liniile întunecate. La circa 5.772 de kelvini gazul e în sfârșit destul de rar ca lumina să iasă.
Liberă
Acum nu mai stă nimic în cale. Lumina care pleacă de la suprafață e mai ales lumină vizibilă, cea pentru care sunt făcuți ochii tăi, și merge în linie dreaptă.
Viteza luminii
Pământul e în medie la 149,6 milioane de kilometri. Lumina parcurge distanța asta în 8 minute și 19 secunde.
Așa că Soarele pe care îl vezi e Soarele de acum opt minute. Energia din lumina lui a fost făcută cu mult înainte.
Sosirea
Doar o parte infimă din lumina Soarelui lovește Pământul. O parte e trimisă înapoi în spațiu de nori, gheață și mare, o parte încălzește solul și aerul, iar puțină ajunge pe o frunză.
Din nou picosecunde
În frunză, clorofila absoarbe lumina. În medie, energia ajunge la un centru de reacție în jur de 50 de picosecunde, iar acolo, în circa încă 3 picosecunde, mută un electron. Ăsta e primul pas al fotosintezei.
Un drum de sute de mii de ani se încheie în câteva picosecunde, ca zahăr într-o frunză.
Cu Soarele sus pe cerul senin, pe fiecare centimetru pătrat de piele îți cad în fiecare secundă vreo 120 de milioane de miliarde de fotoni de lumină vizibilă.
Fiecare e capătul unui drum care a început în miez, după estimarea obișnuită, acum vreo 170.000 de ani, înainte să înceapă ultima glaciațiune. Cam pe atunci, oamenii de Neanderthal rupeau stalagmite adânc într-o peșteră din sudul Franței și le așezau în cercuri.
Fiecare număr de pe pagină vine din una dintre ele. Drumul de pe ecran e desenat, nu calculat: pașii au lungimea reală din miez, iar încâlceala doar ilustrează cum se împrăștie un mers la întâmplare.
