¿Cuánto tiempo tarda un fotón en salir del sol?

Un fotón una vez absorbido se ha ido para siempre. Incluso si solo se dispersa elásticamente, no es el mismo fotón que era antes del proceso de dispersión, en la formulación LSZ de los estados de dispersión de entrada y salida.

Pero la dispersión que tiene lugar cuando los fotones producidos en los procesos de fusión en el núcleo del Sol viajan hacia la fotosfera del Sol no es una dispersión elástica. Los fotones pierden constantemente energía, transfiriéndola a los movimientos de los núcleos y electrones cargados positivamente de los que se dispersan.

La mejor manera de pensarlo es que el tiempo de difusión de la energía de un fotón primario resultante de una reacción de fusión en el núcleo del Sol, que tiene una energía en el rango de MeV, aparece en la fotosfera del Sol, a una temperatura de unos 6000 K, o una energía de unos 1/80 eV, en forma de fotones, es de decenas de millones de años.

Los fotones iniciales emitidos en el núcleo del Sol no son los finales que emergen de la superficie brillante del Sol.

Supongo que dependerá del punto de partida. Desde la superficie del sol, el fotón que se dirige hacia afuera viajaría a la velocidad de la luz en el vacío del espacio.

Para un fotón que parte del centro del sol, los embotellamientos son horribles, ya que tiene que cruzar las diferentes capas del sol, cambiando de dirección en cada colisión con otras partículas y similares (la fusión nuclear es un desastre). Entonces, por lo que leí, que aún necesita confirmación, se necesitaría un fotón de este tipo entre 10 000 y 170 000 años para viajar del centro a la superficie. Y luego, si su camino se cruzó con el de tu ojo, aproximadamente 8 minutos hasta que lo veas.

No sé si el fotón en sí mismo puede considerarse la misma partícula durante el viaje. ¿Quizás alguien con más conocimiento pueda completar la respuesta sin educación que le di? ¡También estoy muy interesado en esto!

He leído muchas buenas respuestas. Así que solo agregaré.

Un fotón creado por fusión nuclear es altamente energético; es decir, rayos gamma que tienen longitudes de onda pequeñas y son extremadamente peligrosos para la vida). Ese fotón rebota en una partícula de materia; es decir, se absorbe y las partículas emiten otro fotón de menor energía (longitud de onda ligeramente mayor). Esta absorción y remisión de nuevos fotones de energía cada vez más débil (y mayor longitud de onda) lleva de miles a millones de años. Para cuando esta reacción en cadena llega a la superficie del sol, el fotón que sale del sol y se dirige hacia la Tierra es probablemente la longitud de onda de la luz visible (no estoy seguro, pero creo que el sol emite fotones de varias longitudes de onda). por varias razones, como eyecciones de manchas solares).

Entonces, los años de energía navegando a través del sol, hacen que la energía se debilite y sea más segura para la vida en la Tierra. El primer fotón creado no se parece en nada al fotón que sale del sol.

La identidad de un fotón es un tema complicado. Un fotón de una energía y polarización dada es indistinguible de otra de las mismas especificaciones, por lo que la identidad de este fotón individual está mal definida. Creo que una mejor manera de pensarlo sería decir que la energía de la fusión que ocurre en el núcleo tarda al menos miles de años en emitirse en la superficie (ya que la luz sería la indicación más rápida de la liberación de energía). En ese sentido, el proceso parece más razonable: el evento de fusión que causó la liberación de la energía en el incidente del fotón en su ojo ocurrió, en promedio, hace decenas de miles de años.

Como mencionó Tim, la identidad del fotón está mal definida. Pero la explicación de su pregunta podría ser el hecho de que Sun es esencialmente un Cuerpo Negro.

Hasta miles o millones de años, pero una vez que lo hace, promedia solo 8 minutos para viajar las 93,000,000 millas a la Tierra. Es tan denso en el interior del Sol que los fotones siguen rebotando y finalmente llegan a la superficie con suerte.

No hace falta tiempo para que un fotón “salga” del Sol una vez que se emite. La energía generada por la fusión en el núcleo del Sol tarda mucho tiempo en filtrarse a la superficie donde puede emitirse como fotones, pero un fotón creado en el núcleo del Sol no dura mucho tiempo.