Photons au centre du soleil

[tmus_53]

Bonjour à tous!

 

En parcourant le net,je découvre un article publié par un club astro à propos des étoiles. Dans cet écrit un passage m'à surpris: il indique que lé photon au centre du soleil met, en moyenne, 10 millions d'années pour parvenir à la surface?! C'est la première fois que je lis cela. J'ai une collection de "science et vie" et même des hors séries sur l'astrophysique; je ne trouve nulle part une telle information! Ce chiffre indiqué rend le photon plus lent qu'une vielle tortue puisque sa vitesse devient égale à 2,23 mm/s! Alors que la théorie et l'expérience ont établi que ce grain de lumière se déplace à une vitesse de 300 000 km/s! J'aimerais savoir si cette information est scientifiquement fondée. Dans ce cas, comment peut-on considérer ce photon comme possédant un caractère ondulatoire ? Plusieurs autres questions se posent pour ce photon coincé au centre du soleil...

 

L'article "Les étoiles " est publié par "Club quasar 95".

 

J'attends avec impatience vos réponses.

 

Bien cordialement et à très bientôt !

Modifié 15 avril 2017 par tmus_53

[Sev79]

Bonjour,

 

Je ne sais plus sur quel bouquin trouver ça mais la densité au coeur du soleil est tel que même un photon à du mal à passer, il circule bien à 300000 km/s mais en " rebondissant " dans ce milieu. Le temps de trouver une sortie et tout ça prends donc du temps.

Même principe pour les 300000 ans après le bigbang.

Des gens plus calés devrait te l'expliquer en mieux

[norma]

Bonjour,

Il met effectivement un temps fou pour parvenir à la zone convective (après cela prend moins de temps). Son trajet de départ n'est pas une ligne droite mais une succession de rebonds au cours desquels il perd de l'énergie.

[Ygogo]

Bonjour

 

L'information est exacte (éventuellement on peut discuter de la durée du trajet, mais c'est toujours plusieurs millions d'années quel que soit le modèle)

 

Pas étonnant que ça ne soit pas dans des textes de vulgarisation qui n'ont pas forcément vocation à tout dire en détail.

 

N'oublions pas que la vitesse de la lumière est 299792458 km/s dans le vide seulement.

Et l'intérieur du Soleil n'est pas vide, il est plein, très plein même, de particules chargées qui interagissent avec les photons (électrons, protons et autres noyaux d'atomes complètement ionisés)

 

Résultat : un photon est des milliards de milliards de mille sabords de fois diffusé en moins de temps qu'il ne m'a fallu pour taper ça....

A chaque diffusion il change de direction, et sa "marche en zig-zag" est en moyenne très très très lente

 

Est-ce plus clair ?

 

EDIT : j'ai mis tellement longtemps à taper que d'autres ont répondu avant moi.

Heureusement, on est tous d'accord !

[Sev79]

Ça reste du Wikipedia mais si Burger King n'a pas modifié l'article ça devrait correspondre :

 

 

["Le cœur est la seule partie du Soleil qui produise une quantité notable de chaleur par fusion : le reste de l’étoile tire sa chaleur uniquement de l’énergie qui en provient. La totalité de l’énergie qui y est produite doit traverser de nombreuses couches successives jusqu’à la photosphère, avant de s’échapper dans l’espace sous forme de rayonnement solaire ou de flux de particules.

 

L'énergie des photons de haute énergie (rayons X et gamma) libérés lors des réactions de fusion met un temps considérable pour traverser les zones de radiation et de convection avant d'atteindre la surface du Soleil. On estime que le temps de transit du cœur à la surface se situe entre 10 000 et 170 000 ans. Après avoir traversé la couche de convection et atteint la photosphère, les photons s’échappent dans l’espace, en grande partie sous forme de lumière. Chaque rayon gamma produit au centre du Soleil est finalement transformé en plusieurs millions de photons lumineux qui s’échappent dans l’espace. Des neutrinos sont également libérés par les réactions de fusion, mais contrairement aux photons ils interagissent peu avec la matière et sont donc libérés immédiatement. Pendant des années, le nombre de neutrinos produits par le Soleil était mesuré plus faible d’un tiers que la valeur théorique : c’était le problème des neutrinos solaires, qui a été résolu en 1998 grâce à une meilleure compréhension du phénomène d’oscillation du neutrino.

 

La zone de radiation

La zone de radiation ou zone radiative se situe approximativement entre 0,25 et 0,7 rayon solaire. La matière solaire y est si chaude et si dense que le transfert de la chaleur du centre vers les couches les plus extérieures se fait par la seule radiation thermique. L’hydrogène et l’hélium ionisés émettent des photons qui voyagent sur une courte distance avant d’être réabsorbés par d’autres ions. Les photons de haute énergie (rayons X et gamma) libérés lors des réactions de fusion mettent un temps considérable pour atteindre la surface du Soleil, ralentis par l’interaction avec la matière et par le phénomène permanent d’absorption et de réémission à plus basse énergie dans le manteau solaire. On estime que le temps de transit de l'énergie d’un photon du cœur à la surface se situe entre 10 000 et 170 000 ans. Dans cette zone, il n’y a pas de convection thermique car bien que la matière se refroidisse en s’éloignant du cœur, le gradient thermique reste inférieur au gradient thermique adiabatique. La température y diminue à 2 millions de kelvins." ]

 

Wikipedia: soleil

[Ygogo]

Bonjour

 

Ce problème de la durée de transfert me tracassait, parce que les valeurs trouvées diffèrent énormément selon les sources.

Le problème, c'est qu'il faut injecter dans le calcul la valeur de la densité et la valeur du coefficient d'absorption.

Si on prend une valeur "moyenne" de la densité, pour simplifier le calcul, le résultat est évidemment différent de celui obtenu en tenant compte des variations en fonction de la distance au centre.

 

Voir : https://media4.obspm.fr/public/AAM/pages_proba/exo-soleil.html

[Albuquerque]

Heureusement que pour le photon le temps propre est nul, parce que sinon qu'est-ce qu'il s'emmerderait à tourner en rond dix millions d'années dans le soleil.

 

Est-il bien sûr qu'il s'agisse du même photon ?...

[Ygogo]

(...)Est-il bien sûr qu'il s'agisse du même photon ?...

 

La réponse est non, quelle que soit l'interprétation de la physique quantique utilisée.

 

Il faut avoir en tête que les photons produits par les fusions thermonucléaires dans le cœur ont une grande énergie (photons gamma). Ils sont absorbés et ré-émis un très grand nombre de fois. Peu à peu, au fil des interactions, de nouveaux photons apparaissent, plus nombreux, et avec des énergies de moins en moins grandes.

 

Quand on dit qu'un photon est "absorbé et réémis" c'est un abus de langage : il serait plus précis de dire qu'un photon est absorbé, et qu'un autre est réémis...

[tmus_53]

Bonjour

Merci les Amis pour toutes vos reponses. J'ai pris le temps de les lire et de les relire!Elles m'ont éclairées. J'ai compris aussi que dans le noyau, les reactions thermonucleaires imposent des conditions physiques extremes que seule la gravitation parvient à maintenir pour que le soleil demeure encore en vie. l'ionisation des atomes d'hydrogène poussent les electrons très très agités à tenter de retrouver leurs niveaux d'énergies respectifs les plus convenables à l'instant t dans cet environnement exceptionnel. Dans cette tentative interminable,ils captent des photons et en libèrent d'autres differents dans plusieurs autres directions. Du coup,les photons connaissent des perturbations dans leurs cheminements en direction de la surface du soleil. Dans leur zigzags imprevisibles, ils mettent un pas en avant et d'autres en arrière. Lorqu'ils quittent la zone de radiation,ils leur faut encore tourner dans la zone de convection à cause du champ magnétique. Une fois dans l'atmosphère solaire,les photons retrouvent enfin leur énergie naturelle dans cet environnement plus clément pour eux. A ce moment là, ils accélèrent pour traverser l'espace en atteignant leur vitesse quantique pour atterrir sur notre planète et...bronzer les vacanciers dans les plages en modifiant pour un temps la chimie de la peau humaine! Les vieux photons âgés de plusieurs millions d'années mettent en plus 8 minutes supplémentaires pour faire le voyage entre le soleil et la terre! Ce sont donc des photons préhistoriques qui nous inondent sur terre pendant que ceux qui viennent de naître sont encore coincés dans les entrailles du soleil!...

Modifié 19 avril 2017 par tmus_53