Un centimètre qui change tout
Entre deux absorptions, un photon situé au cœur du Soleil parcourt une distance appelée libre parcours moyen. Elle est estimée à environ un centimètre. Le chiffre paraît dérisoire. Ses conséquences le sont beaucoup moins.
En ligne droite, il faudrait environ 70 milliards de pas d’un centimètre pour franchir le rayon solaire. Or, dans une marche aléatoire, la progression nette n’avance que comme la racine carrée du nombre de déplacements : chaque pas peut aussi bien rapprocher de la surface que ramener vers le centre. Pour gagner réellement 695 700 kilomètres, il faut donc effectuer non pas 70 milliards de pas, mais le carré de ce nombre.
Le chemin réellement parcouru atteint alors l’équivalent de 5 000 années-lumière environ, soit près de 20 % de la distance qui sépare la Terre du centre de la Voie lactée. Étirée en ligne droite, cette trajectoire demanderait plus de 5 000 ans à la lumière.
La lumière solaire qui nous atteint a parfois voyagé des millénaires à l’intérieur du Soleil avant de nous parvenir en huit minutes : certains photons sont plus vieux que l’humanité. © seyfettinozel, iStock
De 5 000 à 500 000 ans selon les modèles
Cette estimation de 5 000 ans constitue en réalité l’hypothèse la plus optimiste, et probablement la moins fiable. Des travaux plus récents suggèrent que le libre parcours moyen au cœur du Soleil pourrait être inférieur au millimètre, soit dix fois plus court que la valeur retenue plus haut. Puisque le nombre d’étapes varie comme le carré de ce rapport, diviser le pas par dix revient à multiplier le nombre de déplacements par cent. La durée de traversée grimpe alors au-delà du demi-million d’années.
Les simulations les plus élaborées convergent vers une valeur intermédiaire, de l’ordre de 170 000 ans. Un intervalle comparable à celui qui nous sépare des époques où Néandertaliens et ancêtres d’Homo sapiens se partageaient encore la Planète.
D’énigmatiques taches sombres se forment et se dissipent régulièrement à la surface éblouissante du Soleil. La fin de l’étoile est-elle proche ? Pas de panique, ce phénomène n’est pas unique à notre étoile ; il affecte également d’autres astres dans l’univers. Quelle est donc cette mystérieuse occurrence cosmique ?… Lire la suite
Cette dispersion des résultats explique pourquoi l’âge précis d’un photon donné reste hors de portée du calcul. Le trajet dépend d’une succession de milliards d’événements aléatoires, dont aucun modèle ne peut reconstituer le détail. Les scientifiques raisonnent donc en ordre de grandeur, pas en dates.
Huit minutes pour terminer le voyage
Une fois parvenu à la surface du Soleil, le photon en a fini avec les obstacles. Les 150 millions de kilomètres qui le séparent de la Terre se parcourent dans le vide en huit minutes et vingt secondes environ. Sans absorption, sans déviation, sans le moindre détour.
En cette mi-août, nombre de vacanciers arborent fièrement un joli teint hâlé. Ils le doivent, bien sûr, essentiellement au Soleil mais aussi, selon une étude australienne, un tout petit peu (mais vraiment un tout petit peu) au fond diffus extragalactique. De quoi ajouter une touche d’exotisme dans notre bronzage !… Lire la suite
Le contraste résume à lui seul l’étrangeté de cette physique. Une particule de lumière passe entre 170 000 et 500 000 ans à zigzaguer dans le plasma solaire, puis traverse l’espace interplanétaire en quelques minutes avant de finir sa course sur une peau, une feuille ou un panneau solaire.
Les rayons qui vous atteignent aujourd’hui ont donc, pour une bonne part, entamé leur voyage à une époque où notre espèce n’écrivait encore aucune histoire. Certains sont peut-être plus anciens qu’elle.
