Selon Futura Sciences, la lumière du Soleil qui nous réchauffe en ce moment pourrait avoir quitté le cœur de notre étoile bien avant l’apparition des premières sociétés humaines. Ce phénomène s’explique par la nature même du plasma solaire, où chaque photon met entre 170 000 et 500 000 ans pour atteindre la surface du Soleil avant de nous parvenir en seulement huit minutes.
Ce qu'il faut retenir
- Un photon met 8 minutes pour parcourir les 150 millions de kilomètres séparant le Soleil de la Terre, mais jusqu’à 500 000 ans pour traverser le plasma solaire.
- Cette lenteur est due à la « marche aléatoire » : le photon est constamment absorbé puis réémis dans une direction aléatoire, parcourant en moyenne 1 centimètre entre chaque interaction.
- Le libre parcours moyen d’un photon dans le Soleil est estimé entre 1 millimètre et 1 centimètre, selon les modèles.
- Une fois sorti du Soleil, le photon traverse l’espace interplanétaire sans obstacle, couvrant les 150 millions de kilomètres en 8 minutes et 20 secondes.
Un voyage bien plus long qu’il n’y paraît
Le temps de trajet de la lumière entre le Soleil et la Terre est un chiffre connu : 8 minutes et 20 secondes pour parcourir 150 millions de kilomètres. Pourtant, ce trajet ne représente que la dernière étape d’un voyage bien plus long. Selon Futura Sciences, la lumière que nous recevons aujourd’hui a souvent entamé son périple bien avant que l’humanité n’existe.
En effet, avant de s’échapper dans l’espace, chaque photon doit d’abord traverser les couches internes du Soleil, composées d’un plasma d’hydrogène à des températures et pressions extrêmes. Dans un tel milieu, un photon ne progresse jamais en ligne droite : il est absorbé par une particule, puis réémis dans une direction aléatoire, et ce des milliards de milliards de fois.
La « marche aléatoire » : une progression en zigzag de milliers d’années
Cette trajectoire, appelée « marche aléatoire » par les physiciens, explique pourquoi la lumière met si longtemps à s’échapper du Soleil. Entre deux absorptions, un photon parcourt en moyenne 1 centimètre, une distance dérisoire comparée au rayon solaire de 695 700 kilomètres.
Pour couvrir cette distance, un photon doit donc effectuer un nombre colossal d’étapes aléatoires. La progression nette n’avance que comme la racine carrée du nombre total de déplacements. Résultat : au lieu des 70 milliards de pas nécessaires en ligne droite, il en faut 5 000 milliards pour gagner réellement les 695 700 kilomètres. Étiré en ligne droite, ce trajet représenterait 5 000 années-lumière, soit près de 20 % de la distance entre la Terre et le centre de la Voie lactée.
Des estimations qui varient selon les modèles
Les scientifiques s’accordent sur le principe de cette « marche aléatoire », mais les estimations varient selon les modèles. Futura Sciences indique que les simulations les plus récentes suggèrent un libre parcours moyen inférieur au millimètre, ce qui multiplierait par cent le nombre d’étapes nécessaires. Dans ce cas, la durée de traversée du Soleil pourrait dépasser 500 000 ans.
Les travaux les plus aboutis convergent vers une valeur intermédiaire, de l’ordre de 170 000 ans. Cet intervalle est comparable à celui qui sépare notre époque des temps où Néandertaliens et premiers Homo sapiens partageaient la Terre. Autant dire que certains photons que nous recevons aujourd’hui ont peut-être été émis à une époque où l’humanité n’écrivait pas encore d’histoire.
« 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 précises. »
Une fois sorti du Soleil, le voyage devient instantané
Une fois parvenu à la surface du Soleil, le photon entre dans une zone où la matière est moins dense. Il peut alors s’échapper dans l’espace sans être absorbé ou dévié. Les 150 millions de kilomètres qui le séparent de la Terre se parcourent dans le vide en 8 minutes et 20 secondes, sans le moindre détour ni obstacle.
Ce contraste illustre 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 feuille, une peau ou un panneau solaire.
Si le Soleil s’éteignait demain, la dernière lumière émise par son cœur continuerait à nous parvenir pendant des centaines de milliers d’années, rappelant que notre étoile, bien que proche, recèle encore bien des mystères.
La lumière est constamment absorbée et réémise par les particules du plasma solaire. Chaque photon parcourt en moyenne 1 centimètre avant d’être absorbé à nouveau, ce qui transforme son trajet en une série de déplacements aléatoires. Cette « marche aléatoire » multiplie considérablement le temps nécessaire pour traverser le Soleil, malgré la vitesse de la lumière.
Non. Chaque photon suit un trajet différent dans le Soleil, avec un nombre variable d’absorptions et de réémissions. Certains photons mettent 170 000 ans pour sortir, d’autres 500 000 ans, voire plus selon les modèles. L’âge exact d’un photon donné reste donc impossible à déterminer précisément.
