如果我們打開手電筒向夜空照一秒再關掉,我們將會看到,在關掉手電筒的一瞬間,手電筒發出的光束也會消失,那麽,它發出的光哪去了呢?下面我們就來聊一下這個話題。
實際上,我們看到的光束,其實是手電筒發出的光子遇到空氣中的微粒(如塵埃、煙霧、微小水滴等等)所發生的散射現象,而在手電筒關掉之後,由于沒有光子繼續進入我們的眼睛,所以在我們看來,手電筒發出的光束就消失了。
也就是說,在手電筒關掉之後,其之前發出的大部分光子仍然在沿著原有的路徑繼續傳播,由于地球大氣層中的主要氣體(氮氣和氧氣)對可見光是透明的,而手電筒發出的光線主要集中在可見光波段,因此在較爲理想的情況下(晴朗少雲,空氣中雜質少、透明度高),一部分光子就有可能直接穿過地球的大氣層,進入到茫茫的宇宙空間。
我們知道,光子是具備波粒二象性的,也就是說,它們既具備“波動性”,也具備“粒子性”。
從“波動性”這方面來講,光子其實就是量子化的電磁波,根據麥克斯韋電磁場方程組,變化的電場會在空間中激發出磁場,變化的磁場又會在空間中激發出電場,如此反複地交替變換,就形成了電磁波。
由于這種交替變換是不會消耗能量的,而電磁場也可以存在于真空,並且其建立速度爲光速,因此光子就可以一直在宇宙空間中以光速傳播,不需要額外的動力。
從“粒子性”這方面來講,光子其實是一種靜止質量爲零的基本粒子,根據狹義相對論,靜止質量爲零的粒子只能以光速運動,在此基礎上,再加上光子的半衰期是無限長的,因此光子就可以一直在宇宙空間中以光速傳播,不需要額外的動力。
由此可見,無論是從“波動性”還是“粒子性”來分析,我們都可以得出這樣一個結論,即:對于手電筒發出的那些已經進入宇宙空間的光子而言,只要沒有受到阻礙,它們就可以一直在宇宙空間以光速傳播下去。
需要知道的是,宇宙的空曠程度遠超我們的想象,根據科學家的估算,從整體上來講,宇宙中物質的平均密度大概相當于每立方米存在著6個質子,而這也就意味著,當光子在宇宙空間中傳播時,其遇到障礙的概率其實是非常非常低的。
在此基礎上,再加上手電筒發出的光並不是平行光,隨著傳播距離的增加,其發出的光子也會越來越分散,因此我們有理由相信,這些光子中有一部分會無休無止地在宇宙空間中傳播。那如果真是這樣的話,它們能飛到宇宙的盡頭嗎?很遺憾,答案是否定的。
宇宙到底有沒有盡頭?這其實是一個懸而未決的問題,有人認爲宇宙是無邊無際的,也有人認爲宇宙是有盡頭的,很明顯,如果宇宙是無邊無際的,那“飛到宇宙的盡頭”這樣的說法也就沒有了意義,另一方面來講,即使宇宙真的有盡頭,這些光子也無法飛到那裏,爲什麽呢?我們接著看。
科學家早已發現,宇宙是處于一種持續膨脹的狀態,這種現象就會使那些遙遠的天體都會具備一個遠離我們而去的速度。
這種速度被稱爲“退行速度”,從理論上來講,一個天體與我們的距離越遠,其“退行速度”就越快,這可以用一個簡單的公式“v = Hr”來進行描述,其中的r代表天體與我們的距離,H代表一個常數。
這個常數被稱爲“哈勃常數”,它描述的是宇宙的膨脹速率,在過去的日子裏,科學家已經估算出“哈勃常數”的數值約爲67.80(±0.77)公裏/秒/百萬秒差距,這裏的“百萬秒差距”是一個距離單位,換算下來大約是326萬光年。
需要知道的是,“退行速度”的本質其實就是天體在空間擴張的帶動下遠離我們的速度,而不是天體在空間中的運動速度,因此“退行速度”並不會受到狹義相對論的限制,而這也就意味著,當距離超過一個臨界距離時,天體的“退行速度”就可以超過光速,根據上述公式我們可以計算出,這個臨界距離大約爲144億光年。
正如前文所言,光子是以光速傳播的,顯而易見的是,光速是無法追上超光速的,而這也就意味著,即使手電筒發出的一部分光子能夠在宇宙空間中無休無止地傳播,它們也永遠“追”不上144億光年之外的天體,在這種情況下,它們就永遠無法飛到宇宙的盡頭,畢竟僅僅是可觀測宇宙,其半徑就有大約460億光年。
(注:可觀測宇宙的半徑是根據光速、宇宙的年齡以及宇宙膨脹速率計算出的結果)
宇宙那麽大 他賣我兩萬一平?
我就是這樣跟外星人聯系交流的
爲何只有光子能夠相對高速長距離飛行?幾乎是永動機??? 慣性運動到處存在,光子是相對高速慣性運動天才。質量和力支配宏觀和微觀的一切運動,不可能有兩套規則。物質多以原子形式存在,在適宜的條件下,慣性運動幾乎是永恒的。宇宙間地球軌道運動,原子內部電子光子軌道運動。。。光子擁有可穿越的廣闊真空(原子內部真空遍布),原子的運氣差很多,大于原子的真空少得多。 光子論文 photon energy and photon behavior discussions ———電子質子破碎在強大電斥力作用下加速到光速,真空光速由電子質子表面電勢決定。粒子雙縫幹涉條紋太簡單了,都是必然!!!電子光子都是帶電的。材料邊緣宏觀電中性,亞原子微觀有正電區也有負電區,受引力的和受斥力的大量光子當然會分裂成條紋。邊緣衍射是同樣的道理。
如果你足夠強,是可以以三十萬公裏每秒飛到宇宙邊緣,但一般只有幾公裏
突然有一個想法,黑洞是不是就是宇宙的下水道[捂臉哭][捂臉哭][捂臉哭]
理論上如果我現在站在5000光年外,就能看到地球5000年前發生的事情。
沒飛出太陽系,就碰到各種粒子折射反射沒有
波與場的研究都是數學當物理,捉影弄鬼之術:::波只是一種粒子宏觀時空分布不均勻,水波/沙丘波到處都有,是粒子構成的,有波粒二象性???波是一種物質???以幹涉衍射現象否定光是粒子,又去解釋粒子幹涉衍射,不是笑話是什麽???破壞了認知自然的核心根基“確定性” ………場::只能由源完全確定,不可觀測(源力不是場力,源能量不是場能量),不必要的,無質量無運動的多余虛幻想象。……地球場給你引力,你給地球場引力,然後地球場給地球引力。這是笑話!!!~~~場與波都是捕風捉影之法,意義很小,破壞巨大。……偉大的赫茲證明電磁波的實驗,激勵源都是電火花,當然是光子。用了電磁波來解釋而已,電磁波理論(尚未發現電子)只是基于宏觀電磁觀測的有用的數學方法,質量與力才是宏觀微觀物質世界的根本,兩朵烏雲當然都是電磁理論的謬誤,禍害牛頓何益?一個具體問題::電流磁場與電子磁矩啥關系???
解釋光電效應是個笑話。物理機制根本木有涉及,對光譜特性,對光電子能量分布,對偏振和溫度影響等都不能解釋。是半知亂解,害大于利(笨蛋好于壞蛋)。發現光電效應是寶貴的金山,本是一條通往微觀世界的大道。胡編解釋光電效應是毒藥禍害!!!………證明光速不變(全稱命題)是胡編!光反射驅動光帆恰恰證僞了光速不變。多普勒效應和紅移就是相對光速變化。光子進入引力場比如黑洞必然會加速。邁克爾遜-莫雷實驗結果的理解::有質量的光子慣性運動,一點也不奇怪。……光子對實驗裝置相對速度基本不變,兩路速度差極小,地球重力對光子速度影響太小也測不到,近似爲慣性系。
空間膨脹其實就是一個人正在長大,我們現在處于一個幼兒體內
[得瑟]根據衍射和反射,扭曲光子的東西還是有的,所以光會轉圈甚至折返。
最像神的人特斯拉說:一切物質都是光,包括人類。結果百年來沒有人相信這句話。最近幾十年物理學家證明了這句話是對的,光是組成萬物的最基本成份。聖經中上帝在創世紀之初說:要有光。在神巨大的念力下,我們這個世界馬上光芒萬丈。先有光,後有萬物。
我不認可你的說法,我個人認爲,這個意大利面就應該拌42號混凝土,因爲這個螺絲釘的長度,它很容易會直接影響到挖掘機的扭矩你知道吧,你往裏砸的時候,一瞬間它就會産生大量的高能蛋白,俗稱UFO,會嚴重影響經濟的發展,甚至對整個太平洋以及充電器都會造成一定的核汙染,你知道吧,再者說,根據這個勾股定理,你可以很容易地推斷出人工飼養的東條英機它是可以捕獲野生的三角函數的,你不管秦始皇的切面是否具有放射性還是特朗普的n次方是否含有沉澱物,都不影響這個沃爾瑪跟維爾康在南極會合的,懂了麽?
特別喜歡這種科普小文
悖論斯坦五大騙術:: ——1.蔑視自然創造反公理假說(騙),由反公理假說演繹方程(騙),號稱證明全稱假說命題(騙)。 ——2. 三流數學假裝物理,創造虛幻數學“物理概念”,破壞基本概念和認知體系。盡搞些莫名其妙的虛幻數學“時空”、虛幻數學“質量”、虛幻數學“能量”。站在不同位置賞月(三維)的是人,看昨天明天日出(四維)的是活鬼(悖論斯坦)。 ——3. 以必然有不確定性的觀測精度攻擊確定性的引力公理,以認知進化否定絕對真理。以宏觀現象爲基礎的電磁理論描述微觀粒子電磁行爲明顯不足,以太災難不奇怪,他卻借機破壞伽利略變換! ——4. 指鹿爲馬,指馬爲鹿,“波粒二象性”,破壞認知自然的最核心根基——確定性。狗都認識自己的主人,不搞二象性。 ——5. 無中生有創造假說(鬼),解釋稀奇且無恥于悖論(有效證僞),卻要求別人證明沒有鬼,搞萬能騙術!………水星進動證明的大笑話:—— A.號稱公理證明是欺騙。 ——B.忽視了水星的電磁力等等影響因素(1974地外水星探測),居然弄出高精度?不是活見鬼就是見活鬼。
光不僅是波粒二象性,你看它的時候很正常,說不定你不看它的時候它不知道飛哪去了呢[笑著哭]
光照之下皆爲電影,算力之下皆爲虛擬。
這一切都是假想,只是理論上有可能,真實情況不能直接觀測,人無法看到光的本質,也無法看到宇宙的邊緣
光的傳播不是光子在移動,而是光子在場的作用下一種有序的排列,當光源消失後,場消失了,光子的排列也就亂了
發射出去那些光,會被空氣中粉塵雜物遮掩消耗光嗎?
我很好奇怎麽知道宇宙是在膨脹的[無奈吐舌]
既然在膨脹,那宇宙外面是什麽[哭哭][哭哭],我被這個問題困擾了二十幾年了
光子沒有質量 爲何還會被引力捕捉?
發出的光被黑暗溶解了!光明和黑暗是兩種能量,正負!一個是付出,一個是吸取!接近光明的人,你會舒適,接近黑暗的人,你會不適 能量從高往低處流動!這是終極大道!權勢惡人,在弱勢人們面前擺架子,除了阻止能量流出,更是在弱勢人們害怕仰望時吸食別人能量!害怕仰慕,崇拜是能量的付出!能量由低處流動到高處!
遠方的你 我放的屁 你聞到了嗎?
光都無法逃脫黑洞是什麽原理 我完全理解不了[捂臉哭]
如果光速不變,爲什麽距離足夠遠的遠永遠也觀察不到呢?[doge][doge]
連大氣層都飛不出去就散盡了。
宇宙是以時間的方式存在,還是以空間的方式存在?[doge]
光要飛行,也要動力吧?[笑著哭][笑著哭]
自媒體這層問題你可要去問宇宙盡頭那邊的高級動物!地球人能回答你的也就是:假如和如果四個字!
其實人類有個誤區!按照牛頓的能量守恒定律,一束光是不可能無限持續的。那麽那些幾百億光年外的光是怎麽被地球看到的?另外,所謂的速度,是人類以地球爲固定坐標人爲設定的産物!但是地球是一直在動,太陽系在動,銀河系也在動。所以牛頓最後信神學!宇宙之我何?
感謝這片文章,這是我初中高中一直思考而沒有答案的一個問題,今天終于鬧明白了。
能量被消耗了,這有啥討論的?[笑著哭]
空間就是時間,空間就是光的本身。
光電轉換,變成電子能量飛走啦
我學曆低,不懂。!![哭笑不得][哭笑不得][哭笑不得]
可以看下旅行到宇宙邊緣,太震撼
玩遊戲時,場景的渲染速度必須大于角色移動速度
無所謂 我只在乎能不能隨時🦌
那我睡覺關燈後的光去哪了,鑽地下去了?
有點類似火影裏曉組織裏成員裏技能裏一團水,叫什麽硅膠
問題一:難道網宇宙也會變大吧?問題二:宇宙網有宇宙膨脹速度快嗎?
爲什麽不能超越光速啊
不明白
我向夜空搖晃幾下強光手電筒,會不會有外星人來找我?
一秒光源?與一秒射手沒有差別[呲牙笑]
那爲什麽我們還能看到144億光年以外的星系呢?既然144億光年是個限值,那你又是如何知道可觀宇宙範圍是460億光年的呢?