如果我们打开手电筒向夜空照一秒再关掉,我们将会看到,在关掉手电筒的一瞬间,手电筒发出的光束也会消失,那么,它发出的光哪去了呢?下面我们就来聊一下这个话题。
实际上,我们看到的光束,其实是手电筒发出的光子遇到空气中的微粒(如尘埃、烟雾、微小水滴等等)所发生的散射现象,而在手电筒关掉之后,由于没有光子继续进入我们的眼睛,所以在我们看来,手电筒发出的光束就消失了。
也就是说,在手电筒关掉之后,其之前发出的大部分光子仍然在沿着原有的路径继续传播,由于地球大气层中的主要气体(氮气和氧气)对可见光是透明的,而手电筒发出的光线主要集中在可见光波段,因此在较为理想的情况下(晴朗少云,空气中杂质少、透明度高),一部分光子就有可能直接穿过地球的大气层,进入到茫茫的宇宙空间。
我们知道,光子是具备波粒二象性的,也就是说,它们既具备“波动性”,也具备“粒子性”。
从“波动性”这方面来讲,光子其实就是量子化的电磁波,根据麦克斯韦电磁场方程组,变化的电场会在空间中激发出磁场,变化的磁场又会在空间中激发出电场,如此反复地交替变换,就形成了电磁波。
由于这种交替变换是不会消耗能量的,而电磁场也可以存在于真空,并且其建立速度为光速,因此光子就可以一直在宇宙空间中以光速传播,不需要额外的动力。
从“粒子性”这方面来讲,光子其实是一种静止质量为零的基本粒子,根据狭义相对论,静止质量为零的粒子只能以光速运动,在此基础上,再加上光子的半衰期是无限长的,因此光子就可以一直在宇宙空间中以光速传播,不需要额外的动力。
由此可见,无论是从“波动性”还是“粒子性”来分析,我们都可以得出这样一个结论,即:对于手电筒发出的那些已经进入宇宙空间的光子而言,只要没有受到阻碍,它们就可以一直在宇宙空间以光速传播下去。
需要知道的是,宇宙的空旷程度远超我们的想象,根据科学家的估算,从整体上来讲,宇宙中物质的平均密度大概相当于每立方米存在着6个质子,而这也就意味着,当光子在宇宙空间中传播时,其遇到障碍的概率其实是非常非常低的。
在此基础上,再加上手电筒发出的光并不是平行光,随着传播距离的增加,其发出的光子也会越来越分散,因此我们有理由相信,这些光子中有一部分会无休无止地在宇宙空间中传播。那如果真是这样的话,它们能飞到宇宙的尽头吗?很遗憾,答案是否定的。
宇宙到底有没有尽头?这其实是一个悬而未决的问题,有人认为宇宙是无边无际的,也有人认为宇宙是有尽头的,很明显,如果宇宙是无边无际的,那“飞到宇宙的尽头”这样的说法也就没有了意义,另一方面来讲,即使宇宙真的有尽头,这些光子也无法飞到那里,为什么呢?我们接着看。
科学家早已发现,宇宙是处于一种持续膨胀的状态,这种现象就会使那些遥远的天体都会具备一个远离我们而去的速度。
这种速度被称为“退行速度”,从理论上来讲,一个天体与我们的距离越远,其“退行速度”就越快,这可以用一个简单的公式“v = Hr”来进行描述,其中的r代表天体与我们的距离,H代表一个常数。
这个常数被称为“哈勃常数”,它描述的是宇宙的膨胀速率,在过去的日子里,科学家已经估算出“哈勃常数”的数值约为67.80(±0.77)公里/秒/百万秒差距,这里的“百万秒差距”是一个距离单位,换算下来大约是326万光年。
需要知道的是,“退行速度”的本质其实就是天体在空间扩张的带动下远离我们的速度,而不是天体在空间中的运动速度,因此“退行速度”并不会受到狭义相对论的限制,而这也就意味着,当距离超过一个临界距离时,天体的“退行速度”就可以超过光速,根据上述公式我们可以计算出,这个临界距离大约为144亿光年。
正如前文所言,光子是以光速传播的,显而易见的是,光速是无法追上超光速的,而这也就意味着,即使手电筒发出的一部分光子能够在宇宙空间中无休无止地传播,它们也永远“追”不上144亿光年之外的天体,在这种情况下,它们就永远无法飞到宇宙的尽头,毕竟仅仅是可观测宇宙,其半径就有大约460亿光年。
(注:可观测宇宙的半径是根据光速、宇宙的年龄以及宇宙膨胀速率计算出的结果)
宇宙那么大 他卖我两万一平?
我就是这样跟外星人联系交流的
为何只有光子能够相对高速长距离飞行?几乎是永动机??? 惯性运动到处存在,光子是相对高速惯性运动天才。质量和力支配宏观和微观的一切运动,不可能有两套规则。物质多以原子形式存在,在适宜的条件下,惯性运动几乎是永恒的。宇宙间地球轨道运动,原子内部电子光子轨道运动。。。光子拥有可穿越的广阔真空(原子内部真空遍布),原子的运气差很多,大于原子的真空少得多。 光子论文 photon energy and photon behavior discussions ———电子质子破碎在强大电斥力作用下加速到光速,真空光速由电子质子表面电势决定。粒子双缝干涉条纹太简单了,都是必然!!!电子光子都是带电的。材料边缘宏观电中性,亚原子微观有正电区也有负电区,受引力的和受斥力的大量光子当然会分裂成条纹。边缘衍射是同样的道理。
如果你足够强,是可以以三十万公里每秒飞到宇宙边缘,但一般只有几公里
突然有一个想法,黑洞是不是就是宇宙的下水道[捂脸哭][捂脸哭][捂脸哭]
理论上如果我现在站在5000光年外,就能看到地球5000年前发生的事情。
没飞出太阳系,就碰到各种粒子折射反射没有
波与场的研究都是数学当物理,捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,是粒子构成的,有波粒二象性???波是一种物质???以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么???破坏了认知自然的核心根基“确定性” ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),不必要的,无质量无运动的多余虚幻想象。……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,当然是光子。用了电磁波来解释而已,电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的根本,两朵乌云当然都是电磁理论的谬误,祸害牛顿何益?一个具体问题::电流磁场与电子磁矩啥关系???
解释光电效应是个笑话。物理机制根本木有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应是毒药祸害!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞必然会加速。迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。……光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。
最像神的人特斯拉说:一切物质都是光,包括人类。结果百年来没有人相信这句话。最近几十年物理学家证明了这句话是对的,光是组成万物的最基本成份。圣经中上帝在创世纪之初说:要有光。在神巨大的念力下,我们这个世界马上光芒万丈。先有光,后有万物。
空间膨胀其实就是一个人正在长大,我们现在处于一个幼儿体内
[得瑟]根据衍射和反射,扭曲光子的东西还是有的,所以光会转圈甚至折返。
我不认可你的说法,我个人认为,这个意大利面就应该拌42号混凝土,因为这个螺丝钉的长度,它很容易会直接影响到挖掘机的扭矩你知道吧,你往里砸的时候,一瞬间它就会产生大量的高能蛋白,俗称UFO,会严重影响经济的发展,甚至对整个太平洋以及充电器都会造成一定的核污染,你知道吧,再者说,根据这个勾股定理,你可以很容易地推断出人工饲养的东条英机它是可以捕获野生的三角函数的,你不管秦始皇的切面是否具有放射性还是特朗普的n次方是否含有沉淀物,都不影响这个沃尔玛跟维尔康在南极会合的,懂了么?
特别喜欢这种科普小文
悖论斯坦五大骗术:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 三流数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。尽搞些莫名其妙的虚幻数学“时空”、虚幻数学“质量”、虚幻数学“能量”。站在不同位置赏月(三维)的是人,看昨天明天日出(四维)的是活鬼(悖论斯坦)。 ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以认知进化否定绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,以太灾难不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),解释稀奇且无耻于悖论(有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!………水星进动证明的大笑话:—— A.号称公理证明是欺骗。 ——B.忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?不是活见鬼就是见活鬼。
你可以用手电筒对着墙壁照射,关掉,光哪去了?
光不仅是波粒二象性,你看它的时候很正常,说不定你不看它的时候它不知道飞哪去了呢[笑着哭]
光照之下皆为电影,算力之下皆为虚拟。
这一切都是假想,只是理论上有可能,真实情况不能直接观测,人无法看到光的本质,也无法看到宇宙的边缘
光的传播不是光子在移动,而是光子在场的作用下一种有序的排列,当光源消失后,场消失了,光子的排列也就乱了
发射出去那些光,会被空气中粉尘杂物遮掩消耗光吗?
我很好奇怎么知道宇宙是在膨胀的[无奈吐舌]
既然在膨胀,那宇宙外面是什么[哭哭][哭哭],我被这个问题困扰了二十几年了
光子没有质量 为何还会被引力捕捉?
发出的光被黑暗溶解了!光明和黑暗是两种能量,正负!一个是付出,一个是吸取!接近光明的人,你会舒适,接近黑暗的人,你会不适 能量从高往低处流动!这是终极大道!权势恶人,在弱势人们面前摆架子,除了阻止能量流出,更是在弱势人们害怕仰望时吸食别人能量!害怕仰慕,崇拜是能量的付出!能量由低处流动到高处!
远方的你 我放的屁 你闻到了吗?
光都无法逃脱黑洞是什么原理 我完全理解不了[捂脸哭]
如果光速不变,为什么距离足够远的远永远也观察不到呢?[doge][doge]
连大气层都飞不出去就散尽了。
宇宙是以时间的方式存在,还是以空间的方式存在?[doge]
光要飞行,也要动力吧?[笑着哭][笑着哭]
自媒体这层问题你可要去问宇宙尽头那边的高级动物!地球人能回答你的也就是:假如和如果四个字!
其实人类有个误区!按照牛顿的能量守恒定律,一束光是不可能无限持续的。那么那些几百亿光年外的光是怎么被地球看到的?另外,所谓的速度,是人类以地球为固定坐标人为设定的产物!但是地球是一直在动,太阳系在动,银河系也在动。所以牛顿最后信神学!宇宙之我何?
感谢这片文章,这是我初中高中一直思考而没有答案的一个问题,今天终于闹明白了。
能量被消耗了,这有啥讨论的?[笑着哭]
空间就是时间,空间就是光的本身。
光电转换,变成电子能量飞走啦
能量耗没了吧
我学历低,不懂。!![哭笑不得][哭笑不得][哭笑不得]
可以看下旅行到宇宙边缘,太震撼
玩游戏时,场景的渲染速度必须大于角色移动速度
无所谓 我只在乎能不能随时🦌
那我睡觉关灯后的光去哪了,钻地下去了?
有点类似火影里晓组织里成员里技能里一团水,叫什么硅胶
问题一:难道网宇宙也会变大吧?问题二:宇宙网有宇宙膨胀速度快吗?
为什么不能超越光速啊
不明白
我向夜空摇晃几下强光手电筒,会不会有外星人来找我?
一秒光源?与一秒射手没有差别[呲牙笑]
那为什么我们还能看到144亿光年以外的星系呢?既然144亿光年是个限值,那你又是如何知道可观宇宙范围是460亿光年的呢?
被黑洞吞噬。[笑着哭][笑着哭][笑着哭]
关掉手电就消失了[得瑟],真是的,早就知道了