شاید تصورش سخت باشد، اما اجرامِ موجود در عالم هرگز در همان لحظه‌یی که می‌بینید، قرار ندارند. وقتی به ستاره‌ها نگاه می‌کنید، در واقع به گذشتۀ آن‌ها در صدها یا میلیون‌ها سال قبل می‌نگرید. هر زمانی که به خورشید می‌نگرید، خورشیدِ 8 دقیقه و 20 ثانیه قبل را می‌بینید؛ زیرا فوتونهای نور خورشید با سرعت 300 هزار کیلومتر در ثانیه، 150 میلیون کیلومتر فاصلۀ خورشید تا زمین را پیموده اند تا به چشم شما رسیده اند. اما جالب‌تر از همه این است که این فوتونهای نور، عمری بسا طولانی دارند. به زبان ساده‌تر، فوتونهای نور خورشید از هسته تا سطح خورشید، 30 میلیون سال در راه می‌باشند. این در حالی است که فاصلۀ هسته تا سطح خورشید، 750 هزار کیلومتر است.
برای بررسی این پدیده، کل ماجرای یک فوتون نور از هسته تا سطح خورشید و سپس تا زمین را بررسی می‌کنیم:
لحظۀ تولد در هستۀ خورشید
یک فوتون نور، سفرش را از هستۀ خورشید آغاز می‌کند. نخست در هستۀ خورشید، زیر دمای حدود 15 میلیون درجه و فشار بی‌نهایت زیاد، در عملی به نام هم‌جوشی هسته‌یی تولد می‌شود. ماجرا طوری است که هسته‌های اتم‌های هایدروجن که بیشترین بخش خورشید را ساخته اند، به حدی انرژی دارد که با هم جوش می‌خورند و باعث ایجاد پلازما- گاز‌های بسیار داغ- می‌شوند. وقتی دو پروتون هستۀ دو اتم هایدروجن در داخل گاز بسیار داغ یا پلازما با هم برخورد می‌کنند، با هم یک‌جا شده و یک اتم دیتوریم را می‌سازند و دو ذرۀ دیگر به نام نیوترینو و پوزیترون را نیز آزاد می‌سازند. وقتی یک پروتون دیگر با یک دیتوریوم برخورد می‌کند، هستۀ هیلیوم-3 را می‌سازند و مقداری اشعۀ گاما آزاد می‌کنند. اشعۀ گاما همان فوتونی است که بسیار پرانرژی می‌باشد. بعد از این‌که یک فوتون ایجاد شد، دو هستۀ هیلیوم-3 با هم برخورد می‌کنند و یک هستۀ هیلیوم-4 و دو پروتون را می‌سازند. این روند که به نام زنجیرۀ پروتون-پروتون یاد می‌شود، پایه یا اساس هم‌جوشی هسته در خورشید را می‌سازد. اما همه‌چیز این‌جا تمام نمی‌شود.
یک ذرۀ دیگر به نام نیوترینو- خیلی به ندرت با دیگر ذرات برخورد می‌کند- پس از تولید در هستۀ خورشید، به فضا پرتاب می‌شود، اما پوزیترون با الکترون برخورد کرده و هر دو خنثا می‌شوند و اشعۀ گاما را به وجود می‌آورند. در مرحلۀ بعدی چرخۀ حیات خورشید، اتم‌های هیلیوم که در نتیجۀ هم‌جوشی هسته‌یی تولید شده اند، در واکنشی متفاوت، می‌توانند با هم یک‌جا شده، عناصر سنگین و سنگین‌تری را بسازند و انرژی بیشتری تولید کنند.
منطقۀ تابشی
پس از هستۀ خورشید، به منطقۀ تابشی می‌رسیم. نام این لایه در خورشید از روش اولیۀ انتقال گرما یا حرارت از هسته به سمت بالا گرفته شده است. به زبانِ ساده‌تر، لایۀ تابش نور. فوتون‌ها به محض ترک هسته، وارد منطقۀ تابشی می‌شوند، ولی این‌جا پروتون‌های زیادی که در حال سقوط به سمت هسته هستند، بر فوتون‌ها فشار وارد می‌کنند و مانع حرکت آن‌ها به بالا می‌شوند. تراکم پروتون‌ها در این لایۀ خورشید بسیار زیاد و به شدت فشرده است. بنابراین، فوتون‌ها قبل از این‌که چند قدم به بالا برسند، چندین بار با همدیگر برخورد می‌کنند و هر بار که فوتونی با فوتون دیگر برخورد می‌کند، مقداری از انرژی خود را از دست داده و در جهت‌های مختلف پراکنده می‌شوند. به بیان دیگر، از مسیر حرکت مستقیم به سمت بالا، منحرف می‌شوند. در نتیجۀ این همه تصادم و برخورد، سرعت فوتون‌ها به حد خزیدن کُند می‌شود. شاید تصورش سخت باشد، اما یک فوتون برای این‌که بتواند از منطقۀ تابشی تا به منطقۀ بالاتر- منطقۀ هم‌رفت- برود، چند هزار یا چند میلیون سال طول می‌کشد. البته اشتباه نکنید، صحبت ما دربارۀ ستاره‌های دور نیست که نور آن‌ها ده‌ها هزار یا میلیون‌ها سال در راه می‌باشند تا به چشم ما در زمین می‌رسند، بل‌که دربارۀ هر ذرۀ نور تولید شده در هستۀ خورشید می‌باشد که زیر فشار و تراکم زیاد لایه‌های بالاتر، فاصلۀ حدود 200 هزار کیلومتر از هسته تا منطقۀ تابشی را در چند میلیون سال می‌پیمایند.
مرحلۀ بعدی: منطقۀ هم‌رفت
بالاترین لایۀ درونی خورشید، منطقۀ هم‌رفت نامیده می‌شود که به سطح خورشید ختم می‌شود. این‌جا رفت‌وآمد گاز‌ها گرما را کنترول می‌کند. یعنی گاز‌های داغ پلازما به سمت بالا می‌آیند و پس از این‌که سرد شدند، دوباره به سمت پایین حرکت می‌کنند؛ درست شبیه کارکرد بخاری در اتاقی سرد. برای این‌که اتاق را گرم کنید، مجبور نیستید بخاری را به هر گوشۀ اتاق ببرید، بل‌که در وسط اتاق می‌گذارید و گاز‌های سرد از هر گوشه به سمت بخاری حرکت می‌کنند و پس از این‌که داغ شدند، دوباره به گوشه‌های دورتر اتاق می‌روند. در فیزیک به این روند هم‌رفت گفته می‌شود. اما در خورشید مانند یک ظرف پر از آب جوش، حباب‌های داغ تولید شده در هسته به سمت بالا یا سطح خورشید حرکت می‌کنند و در نتیجه، دانه‌های کوچک و دانه‌های بسیار بزرگ به نام «گرانول» را می‌سازند. مثل حباب‌های کوچک و بزرگ.
چگالی یا تراکم گاز‌های پلازما در این منطقه نسبت به منطقۀ تابشی خورشید کمتر است. در سطح خورشید، چگالی پلازما ده هزار بار کمتر از چگالی هوا است. بنابراین، فوتون‌ها در حرکت به بالا با اتم‌های کمتری برخورد می‌کنند. اما این‌جا هم فوتون‌ها در اثر برخورد مقدار زیادی از انرژی خود را از دست می‌دهند و به سمت طیف قابل دید نور تغییر می‌کنند. بالاخره فوتونهای نور که در نتیجۀ واکنش هم‌جوشی در هستۀ خورشید تولید شده اند، میلیون‌ها سال در راه بودند تا توانستند از هسته تا سطح خورشید برسند. اما سفر پرماجرای فوتون‌ها این‌جا هم پایان نمی‌یابد.
مرحلۀ بعدی: ظهور در اتمسفیر خورشید
فوتون‌ها به محضی که سطح خورشید را ترک می‌کنند، وارد اتمسفیر خورشید می‌شوند. درست شبیه زمین ما، اتمسفیر خورشید هم از چند لایه ساخته شده است. فوتون‌ها نخست از لایۀ نازک‌تر اتمسفیر به نام نورکره عبور و وارد لایۀ چگال‌تری به نام فام‌سپهر یا کروموسفیر می‌شوند. اما در این مرحله اتفاق بسیار جالبی رخ می‌دهد که مدت‌ها باعث تعجب دانشمندان شده بود. یعنی به محضی که فوتون‌ها به سمت بالا حرکت می‌کنند، دما یا حرارت‌شان بسیار بالا می‌رود. تاج یا تودۀ بسیار داغ و سفیدرنگ گاز‌های پلازما به دور خورشید که میلیون‌ها کیلومتر در فضا امتداد دارد، صدها مرتبه داغ‌تر از سطح خورشید است.
اگر چه در تاج خورشید تراکم اتم‌ها نسبت به بخش‌های دیگر بسیار کمتر است، ولی فوتون‌ها در اثر برخورد با الکترون‌های آزاد به هر جهت پخش و پراکنده می‌شوند. از این‌جا به بعد، صدها میلیارد فوتون با هم یک‌جا شده و در هر جهت به فضا پخش می‌شوند. انرژی همۀ فوتون‌ها با هم به حدی زیاد است که می‌تواند بر هر جرم بزرگ‌تر در سر راه‌شان در فضا، فشار ایجاد کنند. این نیرو به نام فشار تابش در آینده می‌تواند بادبان‌های بزرگ خورشیدی ما را در سفر‌های طولانی فضایی به سوی دیگر ستاره‌ها به حرکت اندازد.
مقصد نهایی؛ زمین
هر فوتون با سرعت 300 هزار کیلومتر در ثانیه، 150 میلیون کیلومتر فاصله از سطح خورشید تا زمین را در بیش از 8 دقیقه طی می‌کند. وقتی به نزدیک زمین رسید، با ذرات گرد و غبار و ماهواره‌های ما در فضا برخورد می‌کند و وارد اتمسفیر زمین می‌شود. فوتون‌هایی که به شکل اشعۀ گاما یا اشعۀ ایکس یا هم پرتو فرابنفش اند، توسط لایه‌های بالایی اتمسفیر جذب یا هم دوباره به فضا بازتاب داده می‌شوند و هرگز نمی‌توانند به زمین برسند. اما فوتون‌ها به شکل نور مرئی در طول موج آبی یا بنفش در لایه‌های پایینی اتمسفیر پخش شده و به سطح زمین می‌رسند. فوتون‌ها در طول موج سرخ با کمترین برخورد از اتمسفیر عبور می‌کنند و به سطح می‌رسند و این پایان سفر چند میلیون سالۀ یک فوتون از هستۀ خورشید تا سطح زمین است.
