Sehr alte Photonen von der Sonne

Während ich mir die neu gestartete Cosmos-Serie ansah, hörte ich Tyson sagen, dass ein Photon, das von der Sonne auf die Erde kommt, Millionen von Jahren alt sein könnte.

Wenn ich es richtig verstanden habe, ist die Wahrscheinlichkeit, dass es die Oberfläche der Sonne erreicht, wenn es einmal in den Kern der Sonne emittiert wurde, ziemlich gering, weil es ständig innerhalb der Sonne absorbiert und emittiert wird.

Aber ist es nicht richtig zu sagen, dass die Lebensdauer eines Photons von seiner Emission bis zu seiner Absorption durch das angetroffene Atom dauert? Wenn dieses Atom nun ein neues Photon aussendet, sollten wir das nicht einfach als neues Photon betrachten?

Oder "wandert" dieses einzelne exakte Photon wirklich herum und kann nicht an die Oberfläche gelangen, ohne überhaupt absorbiert zu werden?

Sie können Photonen nicht voneinander unterscheiden, sie sind identisch . Daher macht es keinen Sinn zu fragen, ob ein Photon "dasselbe" ist wie ein anderes Photon.
@Ruslan Inwiefern ist ein im Sonnenkern erzeugter Gammastrahl nicht von einem sichtbaren Photon zu unterscheiden, das wir von der Sonnenphotosphäre empfangen haben?
@RobJeffries im gleichen Sinne wie der beim Urknall erzeugte Gammastrahl nicht von einem Mikrowellenphoton zu unterscheiden ist, das mit dem CMB kommt. Das Photon mag seine Energie auf welche Weise auch immer verloren haben, aber es bleibt immer noch ein Quant des elektromagnetischen Feldes und somit nicht von den anderen Quanten desselben Feldes zu unterscheiden.
@ Ruslan Einverstanden. Es besteht keine Möglichkeit, dass in der ersten Sekunde des Urknalls ein CMB-Photon emittiert wurde. Es besteht auch keine Möglichkeit, dass ein Photon der Sonne aus dem Kern gekommen ist.

Antworten (2)

Ohne die Serie gesehen zu haben, denke ich, dass man sich vorstellt, dass ein Photon, das in den innersten Teilen der Sonne (wo die Fusion stattfindet) erzeugt wird, Millionen von Jahren brauchen könnte, um die Oberfläche zu erreichen, aufgrund von (wirklich starker) Streuung in warmem Plasma das Innere der Sonne.

Es stimmt zwar, dass die Lebensdauer jedes einzelnen Photons wahrscheinlich ziemlich kurz ist, aber wenn man mehrere Absorptions- und Emissionsprozesse immer noch auf dasselbe Photon bezieht, dann macht das Ganze irgendwie Sinn.

Ok, richtig, ich denke, es macht Sinn, dass dieses Energiepaket aus dem Inneren der Sonne stammt, auch wenn es nicht das "gleiche Photon" ist.
@Lou Wenn Sie sich anstelle eines aktiven Sterns ein hochenergetisches Photon vorstellen, das versucht, einer ähnlichen, aber kalten Umgebung zu entkommen, ist das vielleicht einfacher. Das (die) hochenergetische(n) Photon(en) würde(n) sich aufgrund seiner(ihrer) Energie unterscheiden, würde aber dennoch aufgrund konstanter Absorption und Emission innerhalb des Körpers eingefangen werden. Natürlich absorbiert das feste Gitter des kalten Körpers in diesem Fall realistischerweise das gesamte Photon als Gittervibrationen, anstatt es erneut zu emittieren ... aber Sie können sich das Bild machen, indem Sie diese kleine Unannehmlichkeit ignorieren.

Im Inneren des Sterns werden die Elektronen von den Wasserstoffatomen abgestreift, also sollte keine Absorption stattfinden, aber Streuung, wo die Photonen die Richtung ändern, würde immer noch stattfinden. Das Photon würde viele Male zufällig streuen, bevor es die kühlere äußere Schicht des Sterns erreicht, wo Absorptions- und Remissionsprozesse wahrscheinlicher wären. Die Millionen-Jahres-Schätzung ist wahrscheinlich zu lang, aber mit einigen Annahmen wären Hunderte bis Tausende von Jahren wahrscheinlicher. Dies wird teilweise auf einer NASA- Webseite diskutiert.

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