光从太阳核心抵达太阳表面要多久？

为什么太阳能够稳定持续地释放出大量的光和热？这是一个困扰了科学界很长一段时间的问题，直到进入20世纪之后，科学家才发现，原来是太阳核心的核聚变反应给太阳提供了能量，这也就意味着，太阳并不是一个通体都在燃烧的大火球，而它所发出的光和热，其实是来自其核心区域。

那么，光从太阳核心抵达太阳表面要多久呢？已知太阳的半径约为69.6万公里，光速大约为每秒30万公里，据此我们似乎可以简单地计算出，光大概只需要2.32秒就可以完成这段旅程。

然而实际情况却并不是这样简单，科学家告诉我们，光从太阳核心抵达太阳表面，需要的时间久到令你难以想象，下面我们就来聊一下这个话题。

太阳核心的核聚变主要是“质子-质子链反应”，这是由大量的质子（质子也就是氢原子核）产生的一系列核反应，其过程可以简单地描述为，质子和质子聚合成氘原子核，氘原子核分别与另一个质子聚合成氦-3原子核，然后两个氦-3原子核聚合成一个氦-4原子核，并释放出两个质子。

“质子-质子链反应”释放出的光全部都是频率极高、波长极短的伽马射线，然而从太阳光谱我们可以清楚地看到，在太阳向宇宙空间中释放出的电磁辐射之中，根本就没有伽马射线，它们中的绝大部分都是比伽马射线频率更低、波长更长的紫外线、可见光以及红外线。

我们都知道，光子的能量与其频率是正比例关系，这就说明了，在光从太阳核心抵达太阳表面这个过程中，其能量出现了大幅度地衰减，为什么会这样呢？原因就是，太阳核心区域的物质密度太高了。

在自身引力的“压缩”下，太阳的密度按从外到内方向是不断增大的，太阳的质量占据了太阳系总质量的大约99.86%，其自身引力比地球强得多，以至于太阳核心的密度可以高达每立方厘米150克，与之相比，我们地球核心的密度却只有每立方厘米10.7克。

在物质密度如此高的环境中传播的任何光子，都将很快地被致密的物质吸收，当某个粒子吸收了光子之后，其本身的状态就会变成“激发态”，由于这种状态是不稳定的，因此粒子很快就会退出“激发态”，这也被称为“退激”，在“退激”的过程中，粒子会释放出一个光子。

而在此之后，这个光子很快又会被其他的粒子吸收，当这个粒子“退激”之后，又会释放出一个光子，就这样，太阳内部核聚变产生的光子在传播过程中，会不停地被吸收、释放。

假如我们锁定其中一个光子，就会看到它像一个弹珠一样在粒子之间不停地“弹来弹去”，而在这个过程中，光子的能量也会持续降低，以电磁波的角度来讲就是，其频率不断降低，波长不断变长，而这也正是太阳光谱中没有伽马射线的原因。

太阳的核心反应区包括了从太阳中心位置到0.25个太阳半径的区域，在此之外还有一个辐射区，其范围包括0.25至0.86个太阳半径，这两个区域中的物质密度都相当高，光子在其中的“平均自由程”仅为0.1毫米到1厘米，也就是说，光子平均每前进0.1毫米至1厘米，就会撞上其他的粒子，并被其吸收。

只有当光子抵达更外侧的对流层之后，光子前进的效率才会大幅提升，这主要有两个原因：1、对流层的物质密度更低；2、对流层中的物质可以通过对流的方式快速上升到太阳表面。

需要注意的是，粒子在“退激”后释放的光子，其方向是随机的，这无疑使得光从太阳核心抵达太阳表面的旅程变得更加漫长，消耗的时间也更多，具体是多少呢？根据科学家的估算，这需要10万至100万年的时间。

不得不说，如此漫长的时间是令人难以想象的，沐浴在阳光之下的我们几乎不会意识到，这些来自太阳的光子都曾经有一段艰辛的旅程，在跨越了至少10万年的时间之后，它们才给我们带来了温暖和光明，或许这就是宇宙的浪漫吧？

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