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El largo viaje de los fotones que nacen en el corazón del Sol hasta llegar a nuestros ojos o viajar hasta el Infinito.

Creada18-02-2015
Modificada17-05-2017
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Agosto4

Reseña del Documental Viaje desde el Centro del Sol de la serie La Historia del Universo

Viaje desde el Centro del Sol

Documental de la serie La Historia del Universo (T3, E1, 2014), en el que se describe el largo viaje de los fotones que nacen en el corazón del Sol hasta llegar a nuestros ojos.

La luz tarda ocho minutos en recorrer los 150 Gm que hay desde el Sol a la Tierra, pero esa es sólo la última etapa de su viaje. La luz del Sol que estamos viendo en este momento fue creada hace cientos de miles, quizás hasta un millón de años, mucho antes de que llegara a existir el homo sapiens.

¿Que ha estado haciendo mientras tanto?

La Zona de Radiación Solar

Todos los cuerpos que estén por encima de los CERO grados Kelvin emiten luz. Por regla general emiten fotones de muy baja energía, en la franja del Infrarrojo, muy lejos del espectro de la luz visible. Esa luz sólo la percibimos como radiaciones de calor. Hay numerosos procesos, físicos y químicos, capaces de producir luz de forma más o menos intensa, a veces en el espectro visible, otras veces en el espectro Infrarrojo o Ultravioleta.

En el centro del Sol se está produciendo una reacción de fusión nuclear. Átomos de Hidrógeno se fusionan para formar uno de Helio. En el proceso sobra energía que es emitida como un fotón muy energético, en el rango de los Rayos Gamma.

Un rayo gamma es tan energético que puede atravesar nuestros cuerpos destrozando todas las moléculas que encuentre a su paso (olvidaos de convertir a Bruce Banner en Hulk).

Los fotones viajan a 300 Mm/s. A esa velocidad un fotón podría llegar a la superficie del Sol en dos segundos, pero es tal la cantidad de masa que hay sobre él que, indefectiblemente choca con algún átomo, es retenido por él durante breves instantes y luego es emitido en direcciones aleatorias. El fotón es absorbido y reenviado una y otra vez de átomo a átomo durante trillones de choques. En cada interacción pierde un poco de energía al mismo tiempo que calienta los átomos con los que está chocando.

Si solo se tratara de un fotón, este acabaría por perder casi toda su energía y convertirse en un fotón infrarrojo, pero durante este tiempo el núcleo solar ha seguido convirtiendo 500 Millones de Toneladas de Hidrógeno en Helio ¡cada segundo!, y la energía sobrante se ha convertido en cuatrillones de fotones gamma superenergéticos.

Tal cantidad de fotones, rebotando entre los átomos de Hidrógeno que rodean el Núcleo Solar, calientan el gas hasta una temperatura de millones de grados. A esa temperatura los electrones no pueden mantenerse alrededor de los núcleos atómicos y la materia se convierte en plasma.

Los fotones apenas son capaces de recorrer unos milímetros antes de ser absorbidos por otros átomos, pero la cantidad de fotones es tanta que poco a poco se van derramando hacia zonas más superiores del Manto Solar.

Esta zona recibe el nombre de Zona de Radiación, llega hasta unos 320 Mm de altura, poco más que un segundo luz, pero los fotones han tardado cientos de miles de años en llegar a la parte superior.

Es de notar que el camino de los fotones es largo, tortuoso y completamente aleatorio, por lo que no podemos decir si un fotón ha podido tardar más o menos tiempo en hacer el recorrido.

Puede haber fotones, muy pocos, que recorran toda la Zona de Radiación en unos pocos días, y otros fotones que tarden cien millones de años.

De hecho, a la vista de las cantidades tan grandes de fotones implicados, es incluso posible que en el interior del Sol aún sigan rebotando algunos fotones creados en el mismo origen del Sol, hace 4'5 Ga.

Pero por término medio, la mayoría de los fotones tardarán entre medio y un millón de años en llegar a la parte superior de la Zona de Radiación.

Durante su camino, los fotones han perdido energía. Ya no son letales Rayos Gamma, sino simplemente dañinos Rayos X.

La Zona de Convección

De características muy similares a la Zona de Radiación, la zona de Convección es más fría, sólo 200.000 grados en la parte más profunda. La presión gravitatoria es mucho menor y los átomos están más separados entre sí. Eso permite que se formen corrientes de convección.

Las temperaturas en el fondo de la Zona de Convección no son homogéneas, y donde hay una temperatura mayor se produce una corriente ascendente de plasma. Conforme el río de plasma asciende, la presión va siendo menor y el plasma se enfría hasta unos 5.000 grados.

La ascensión de corrientes de plasma provoca que también haya otras corrientes de plasma descendentes, y desviados por las fuerzas de Coriolis se generan ríos de plasma que siguen intrincados caminos circulares entre el fondo y la superficie de la Zona de Convección.

Para los fotones, la Zona de Convección es casi tan opaca como la de Radiación, quizás los Rayos X puedan recorrer una distancia algo mayor (centímetros, en vez de milímetros) antes de chocar con otros átomos. Pero cada vez que son absorbidos por un átomo, éste está desplazándose por un río ascendente de plasma. Siguen rebotando de forma aleatoria pero en cada breve instante en el que el fotón está retenido por un átomo, el río los acerca a la superficie del Sol.

Apenas una semana más tarde, arrastrados por las corrientes ascendentes del manto, los fotones llegan a la parte superior de la Zona de Convección.

Para entonces han perdido ya una gran cantidad de energía. Ya no son dañinos Rayos X sino rayos Ultravioleta, Luz Visible, e Infrarrojos.

La Ventana al Infinito

La luz llega por fin a la superficie del Sol. En esta última etapa por el interior del Sol, los fotones pueden ser desviados o retenidos brevemente por la fotosfera y los intensísimos campos magnéticos que los veloces ríos de plasma generan en la corona solar.

Pero, sin más materia que se interponga en su camino, la luz nacida en el centro del Sol, un millón de años atrás, emprende su veloz viaje hacia el infinito.

La mayoría de esos fotones viajarán por un tiempo inimaginable, tanto como dure el Universo. Unos pocos serán interceptados por la Tierra. La mayoría serán reflejados al espacio, otros se convertirán en calor y algunos, interceptados por una molécula de clorofila, provocarán una reacción química que conviertan minerales inertes en materia viva para servir de alimento.

Nosotros, los seres vivos, existimos gracias a esos fotones que nos suministran energía para vivir y luz y calor para que podamos contemplar las maravillas del Universo.

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