为什么太阳核心光子，飞到地球需要10万年，而不是8分20秒？

有人说太阳发出的光需要10万年的时间才能达到地球？这是不是真的？是的，就是真的，那不对呀，那有人还说是8分钟就到地球了，这又咋回事？那这个问题是这样的！

首先我们要弄清楚太阳的能量来自于哪里？是不是核心的核聚变反应呀，那里的温度高达1500万摄氏度，密度是水的150倍，在这样的环境下两个质子会先被融合成一个氘，然后氘再加一个质子就变成了氦-3，然后两个氦3融合就产生了氦-4，最后释放出两个质子，还有中微子和高能光子。这叫质子链反应。

其实说起来容易，但核聚变反应进行起来却很困难，因为像太阳核心这样的高温高压其实也不足以克服两个质子之间的静电斥力，把他俩融合在一起，也就是说太阳如果光靠自己蛮力是达不到核聚变要求的，不是温度太低，就是压力太小。

那太阳之所以又能进行核聚变，还有一个神奇的因素在起作用，就是量子隧穿效应，这个效应可以用海森伯的不确定性原理解释，说的是在极短的时间内，微观粒子的能量会具有很大的不确定性，也就是说，在很短的时间内，质子会具有很高的能量，突破静电斥力形成的壁垒，让两个质子之间的距离缩小到核力的作用范围，然后就融合在一起了。

不过这个效应发生的几率还是很低的，比如在质子和质子的碰撞中，量子隧穿的几率为1/10^28，可以看出这个几率真的很小，但是在太阳的核心参与反应的质子很多，也就是碰撞的次数很多，所以每秒钟还是会有4×10^38个质子融合成了氦，在这个过程中就会损失400万吨的质量，然后转化成能量，这些能量会以中微子和高能伽马射线的方式释放出来。

不过这个核反应只能发生在0.2倍个太阳半径的区域进行，因为过了这个区域温度和压力就不够了，所以太阳发生核聚变的地方距离表面还是很远的，所以核心产生的光子，就需要先爬到太阳表面上，才能飞出太阳，然后到底地球，对吧。

但是这部分光子，想要爬到太阳的表面，就非常的困难，因为它会和太阳内部的带电粒子频繁地发生碰撞，然后被散射到随机的方向上，有时还会被散射180度，朝向了太阳里面，因此一个光子想要从核心走出来，它的路径是弯弯曲曲的，向回走都是有可能的，那这个路径就叫光子的随机漫步，那对于光子来说，想要从太阳的核心漫步到表面平均得需要10万年的时间。

在伽马光子往出爬的过程中，它会因为和带电粒子的碰撞而损失大量的能量，这些能量并没有消失掉，而是会加热太阳的各个分层，比如辐射层，对流层和光球层，从内到外每个层的温度都不一样，当然里面的温度高，外面的温度低，但它们都会像被加热的黑体一样然后又自行辐射出光子。比如说这个光球层，这是太阳的表面，它的温度大约是6000K，那它辐射出来的光子，就可以直接穿越空间，只需要8分钟的时间就可以到地球了。

而其他层辐射出来的光子也需要先往出爬，尤其是核心聚变产生的光子，那就得爬10万年的时间。所以你看到的太阳光，有十万年前的，也有8分钟前的。

那总结起来就是，我们看到的太阳光来自两个部分，第一个就是核心聚变产生的光子，它们一开始是伽马射线，然后再往出爬的时候，由于每个光子的路径都不一样，所以损失的能量也各不相同，因此这些伽马射线就被分散到了各个波段当中。这是太阳光的一部分，它们是十万年前的。

第二部分就是太阳各个分层的黑体辐射了，这些分层在被加热以后，就像是铁被加热到了不同的温度，也会辐射出光子的，它们就距离太阳表面就比较近了，所以消耗的时间短，最短的就是光球层，产生的光子立马就能往地球飞。

那有人就问了？这太阳的核心都被外面这些分层给挡住了，那我们有没有办法看到太阳的核心，研究它发生聚变的地方？有，刚才我们说跟光子一起诞生的还有一种粒子叫中微子，它没有电磁相互作用力，所以即使太阳内部等离子体密度再高，在中微子的面前都像是空无一物一样，所以它可以不受阻碍地从核心一直畅通无阻地飞到地球。我们捕捉这些中微子就可以研究太阳地核心了。