विषय
सूर्य हाइड्रोजन का एक गोला है जो इतने बड़े होते हैं कि केंद्र में गुरुत्वाकर्षण दबाव हाइड्रोजन परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को खींचता है और प्रोटॉन को इतनी मजबूती से एक साथ धकेलता है कि वे एक दूसरे से चिपक जाते हैं। "चिपके हुए" अंततः हीलियम बनाता है और गामा-रे फोटोन के रूप में ऊर्जा भी जारी करता है। वे फोटॉन सूरज में कणों के माध्यम से अपना रास्ता बनाते हैं, रास्ते में कुछ ऊर्जा खो देते हैं और अंत में सूरज से एक्स-रे, अवरक्त और दृश्यमान प्रकाश के रूप में अपना रास्ता बनाते हैं। सूर्य से केंद्र से उद्भव तक का रास्ता कई कदम और कई साल लेता है।
गामा किरणें
सूर्य के मूल में हाइड्रोजन से हीलियम का निर्माण एक तीन चरण की प्रक्रिया है जो सीधे एक गामा किरण को छोड़ती है और अप्रत्यक्ष रूप से एक दूसरे को छोड़ती है। गामा किरणें माइक्रोवेव, रेडियो और प्रकाश तरंगों की तरह विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं, जिसका अर्थ है कि वे प्रकाश की गति से यात्रा करते हैं: 300,000 किलोमीटर प्रति सेकंड (186,000 मील प्रति सेकंड)। सूर्य की त्रिज्या लगभग 700,000 किलोमीटर (435,000 मील) है। इसलिए आप एक गामा किरण की उम्मीद कर सकते हैं कि यह बनने के बाद सूर्य से लगभग 2.3 सेकेंड में बाहर निकल जाए। लेकिन ऐसा नहीं होता।
टक्कर
सूर्य के मूल में प्रोटॉन और हीलियम नाभिक इतने मोटे होते हैं कि उत्सर्जित होने वाली गामा किरण केंट को अवशोषित होने से पहले बहुत दूर तक मिल जाती है। यदि आप कल्पना करते हैं कि सूरज के केंद्र में एक गामा किरण उत्सर्जित होती है, तो यह सतह के लिए सही बाहर निकलना शुरू कर देगी। जब यह एक प्रोटॉन में टकराता है तो टक्कर का परिणाम अतिरिक्त ऊर्जा वाला एक प्रोटॉन होता है। प्रोटॉन एक और गामा किरण फोटॉन का उत्सर्जन करके उस अतिरिक्त ऊर्जा को छोड़ देता है। लेकिन यह किसी भी दिशा में सिर कर सकता है - यहां तक कि ठीक पीछे जहां से यह शुरू हुआ था। और इसलिए यह चला जाता है, गामा किरण के साथ एक टकराव से दूसरे तक, अपनी दिशा बदलकर हर बार इसे अवशोषित और पुन: उत्सर्जित किया जाता है।
रैंडम वॉक
कल्पना कीजिए कि एक आदमी इतना नशे में है कि उसे खड़े होने के लिए एक हल्के पद पर रहने की जरूरत है। वह सिर्फ 10 कदम दूर अगले प्रकाश पद पर जाना चाहता है, लेकिन इतना नशे में धुत है कि वह एक सीधी रेखा में नहीं चल सकता। हेक, इतना नशे में था कि एक कदम उठाने के बाद उसका अगला कदम किसी और दिशा में हो सकता था। भौतिकविदों और गणितज्ञों को "शराबी चलना" या "यादृच्छिक चलना" समस्या कहते हैं। सवाल यह है कि उस आदमी को एक लैम्पपोस्ट से अगले ले जाने में कितना समय लगेगा? इसका उत्तर यह है कि यदि उसके शुरुआती बिंदु और समाप्ति बिंदु को 10 चरणों से अलग किया जाता है, तो यह उसे ले जाएगा - औसतन - 100 कदम वहाँ पहुंचने के लिए - 10 वर्ग। यही स्थिति सूरज की कोर में एक गामा किरण का सामना करती है।
मान्यताओं
जब आप एक यादृच्छिक-चलने की समस्या को हल करने की कोशिश कर रहे हैं, तो आपको सबसे महत्वपूर्ण बात यह जानना चाहिए कि कदम कितने बड़े हैं। यह पता लगाने में दो समस्याएं हैं कि सूरज में एक गामा किरण फोटॉन के लिए क्या है। सबसे पहले, पूरे सूर्य में स्थितियां समान नहीं होती हैं, इसलिए अन्य कणों में परिवर्तन के साथ गामा किरण "क्रैश" के बीच की दूरी। दूसरा, कोई भी कभी भी सूर्य के केंद्र पर नहीं गया है, इसलिए कुछ धारणाएं बनाने की जरूरत है, वैसे भी। सभी प्रकार की उचित धारणाएं हैं, एक मिलीमीटर के दसवें से लगभग सेंटीमीटर तक भिन्न होती हैं। समय की गणना पर इस दूरी का चुनाव एक बड़ा प्रभाव डालता है।
कितना समय लगेगा
सूरज की त्रिज्या 700,000 किलोमीटर है, जो कि 7 ट्रिलियन "चरण" है यदि प्रत्येक चरण एक मिलीमीटर का दसवां हिस्सा है, और प्रत्येक चरण 1 सेंटीमीटर होने पर 70 बिलियन कदम है। शराबी-चलने की समस्या से, आप जानते हैं कि एक निश्चित दूरी प्राप्त करने के लिए औसत कदमों की संख्या एक सीधी रेखा में जाने के लिए उठाए जाने वाले चरणों की संख्या के वर्ग के बराबर होती है। इसलिए यह 0.1 मिलीमीटर के 49 ट्रिलियन ट्रिलियन कदम और 1 सेंटीमीटर के 490 बिलियन ट्रिलियन कदम उठाएंगे। उन चरणों की यात्रा करने में लगने वाला समय प्रकाश की गति से विभाजित कुल दूरी है। इसलिए, यदि आपको लगता है कि फोटॉन केवल क्रैश के बीच 0.1 मिलीमीटर की यात्रा करते हैं, तो सूर्य से बचने के लिए फोटॉन के लिए आधा मिलियन से अधिक वर्षों का समय लगेगा। अगर आप इसके सेंटीमीटर के बारे में सोचते हैं, तो सूर्य के बाहर फोटॉन को पहुंचने में लगभग 5,000 साल लगेंगे।