to reach us from the surface of the Sun,

太陽の表面から私たちに届くように

so how long do you think it takes light

どのくらいの時間がかかると思いますか？

to travel from the Sun's core to its surface?

太陽のコアから地表への移動のために？

A few seconds or a minute at most?

数秒、長くても1分？

Well, oddly enough, the answer is many thousands of years.

まあ、不思議なことに、答えは何千年も前のことです。

Here's why.

その理由はここにあります。

Photons are produced by the nuclear reactions deep in the core of our Sun.

光子は太陽の核の奥深くにある核反応で作られています。

As the photons flow out of the core, they interact with matter and lose energy,

光子がコアから流出すると、物質と相互作用してエネルギーを失う。

becoming longer wavelength forms of light.

光のより長い波長の形態になってきています。

They start out as gamma rays in the core,

炉心ではガンマ線として始まる。

but end up as x-rays, ultraviolet or visible light as they near the surface.

しかし、表面に近づくにつれて、最終的にはX線、紫外線、可視光線となります。

However, that journey is neither simple nor direct.

しかし、その旅は単純でも直接的でもない。

Upon being born, each photon travels at a speed of 300,000 kilometers per second

生まれた時、一個の光子は毎秒30万キロの速さで移動する

until it collides with a proton and is diverted in another direction,

陽子と衝突して別の方向に流用されるまで。

acting like a bullet ricocheting off of every charged particle it strikes.

弾丸のように跳ね返ってくる荷電粒子のように振る舞う

The question of how far this photon gets from the center of the Sun

この光子が太陽の中心からどのくらい離れているかという問題

after each collision

衝突の度に

is known as the random walk problem.

はランダムウォーク問題として知られています。

The answer is given by this formula:

答えはこの式で与えられます。

distance equals step size times the square root of the number of steps.

距離はステップ数の平方根の倍のステップサイズに等しくなります。

So if you were taking a random walk from your front door

だから、もしあなたが玄関から無造作に散歩していたら

with a one meter stride each second,

1秒ごとに1メートルのストライドで

it would take you a million steps and eleven days

百万歩十一日

just to travel one kilometer.

1キロの旅をするだけで

So then how long does it take for a photon generated in the center of the sun

では、太陽の中心で生成された光子にはどのくらいの時間がかかるのでしょうか？

to reach you?

あなたに連絡を取るために？

We know the mass of the Sun

太陽の質量がわかっている

and can use that to calculate the number of protons within it.

それを使って、その中の陽子の数を計算することができます。

Let's assume for a second that all the Sun's protons are evenly spread out,

太陽のすべての陽子が均等に広がっていると仮定してみましょう。

making the average distance between them about 1.0 x 10^-10 meters.

その間の平均距離を約1.0×10^-10メートルにしています。

To random walk the 690,000 kilometers from the core to the solar surface

コアから太陽表面までの69万キロをランダムに歩くために

would then require 3.9 x 10^37 steps,

とすると、3.9 x 10^37のステップが必要になります。

giving a total travel time of 400 billion years.

総移動時間は4000億年になります。

Hmm, that can't be right.

うーん、そんなはずはない。

The Sun is only 4.6 billion years old, so what went wrong?

太陽はまだ46億年しか経っていないのに、何がいけなかったのか？

Two things:

2つのこと

The Sun isn't actually of uniform density

太陽は、実際には均一な密度ではありません。

and photons will miss quite a few protons between every collision.

と光子は衝突のたびにかなりの数の陽子を見逃すことになります。

In actuality, a photon's energy,

実際には光子のエネルギー。

which changes over the course of its journey,

その過程で変化する

determines how likely it is to interact with a proton.

陽子との相互作用の可能性を決定します。

On the density question,

密度の問題で

our models show that the Sun has a hot core,

我々のモデルは、太陽がホットコアを持っていることを示しています。

where the fusion reactions occur.

融合反応が起こる場所である。

Surrounding that is the radiative zone,

それを取り囲んでいるのが放射帯です。

followed by the convective zone, which extends all the way to the surface.

続いて対流帯が表面にまで広がっている。

The material in the core is much denser than lead,

芯に入っている物質は、鉛よりもはるかに密度が高い。

while the hot plasma near the surface is a million times less dense

地表付近のホットプラズマは100万倍も密度が低いのに対し

with a continuum of densities in between.

間に密度の連続性を持つ

And here's the photon-energy relationship.

そして、これが光子エネルギーの関係です。

For a photon that carries a small amount of energy,

少量のエネルギーを運ぶ光子のために。

a proton is effectively huge,

陽子は事実上巨大です。

and it's much more likely to cause the photon to ricochet.

そして、それは光子の跳ね返りを引き起こす可能性が高くなります。

And for a high-energy photon, the opposite is true.

そして、高エネルギーの光子の場合は、その逆になります。

Protons are effectively tiny.

陽子は実質的に小さい。

Photons start off at very high energies

光子は非常に高いエネルギーから始まる

compared to when they're finally radiated from the Sun's surface.

最終的に太陽の表面から放射されたときと比較してみてください。

Now when we use a computer and a sophisticated solar interior model

今、私たちはコンピュータと洗練された太陽内部のモデルを使用すると

to calculate the random walk equation with these changing quantities,

を用いて、これらの変化量を用いてランダムウォーク方程式を計算します。

it spits out the following number: 170,000 years.

17万年という数字を吐き出します。

Future discoveries about the Sun may refine this number further,

太陽についての将来の発見は、この数字をさらに洗練させるかもしれません。

but for now, to the best of our understanding,

しかし、今のところは、私たちが理解できる範囲で。

the light that's hitting your eyes today

今日のあなたの目に当たる光

spent 170,000 years pinballing its way towards the Sun's surface,

太陽の表面に向かってその方法をピンボールする17万年を過ごしました。

plus eight miniscule minutes in space.

宇宙空間で8分

In other words, that photon began its journey two ice ages ago,

つまり、その光子は2つの氷の時代に旅を始めたのです。

around the same time when humans first started wearing clothes.

人間が服を着始めたのと同じ頃。