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手电筒朝着天空照射1秒后关闭,这束光能飞到宇宙边缘吗?

手电筒朝着天空照射1秒后关闭,这束光能飞到宇宙边缘吗?
2020年07月31日 11:47 新浪网 作者 科技探秘v

  

手电筒朝着天空照射1秒后关闭,这束光能飞到宇宙边缘吗?

  小的时候就特别喜欢用手电筒照向夜空,可以清晰地看到手电光柱,但是这个光柱并不是无限延伸的,而是有一段距离,如果换成是光源更强的指示灯,这条光柱就会越长,当时就在想这束光在手电关闭后就消失了吗?还是会继续向远处飞行,如果在遥远的天体上有地外文明,那么它们是否能在几千年后看到这束手电光?甚至如果宇宙有边缘的话,那么它们是否会飞到宇宙的尽头?

  当然了小的时候是没有人来告诉这些问题的答案,但是随着求学以及读书学习,也得到了想要的答案。我们从另外一个角度来说明一下这个问题,按照目前的主流观点认为宇宙诞生于138亿年前的奇点大爆炸,经过漫长时间的膨胀演化,可观测宇宙直径已经达到了930亿光年。支持宇宙大爆炸理论有两个证据,首先就是宇宙背景微波辐射,其次是星系红移现象。

  而这个宇宙背景微波辐射就很好地回答了这个问题,在宇宙空间背景上有着各向同性的微波辐射,某种意义上来讲我们可以把它称之为宇宙大爆炸38万年之后的一缕余光,经过漫长时间的能量损失,到今天已经变成了微波,只有最灵敏的仪器才能检测出来。

  手电筒朝着天空照射1秒后关闭,这束光能飞到宇宙边缘吗?

  当然如果是手电筒中发射出的光线,理论上这些光子会永恒的向着宇宙深空飞去,在真空中以每秒30万公里的速度远离地球,但是这些光子并非是像中微子一样几乎不与任何物质发生作用,可以肆意地穿过天体,光子是会和其他粒子碰撞交换能量的。

  对于光的认识是非常漫长的,光的波动性和粒子性争论了好几个世纪,最终得出结论光具有波粒二象性。1905年爱因斯坦总结出这种特性,当光照射在金属上,会引起金属的电性质发生变化,电子接收到一份份的能量动能增加,这就是著名的光电效应,1921年爱因斯坦因为光电效应获得诺贝尔物理学奖。

  那么可想而知一束手电光照射出去,大量的光子向深空飞行,但是会不断地被其他粒子吸收和释放,从而让光子的能量越来越低波长变得越来越长,以前的可见光逐渐的向红外移动,最终就“消失”了。但实际上并非是真正的消失,只不过肉眼无法再看见,而光子依然游荡在宇宙深空中。

  

手电筒朝着天空照射1秒后关闭,这束光能飞到宇宙边缘吗?

那么手电光最终会飞行到宇宙的边缘吗?

  其实这个问题前文已经提到了,按照目前的宇宙观,我们知道宇宙诞生于138亿年前那个无限致密的奇点,经过膨胀形成今天的样子,那么理论上来讲宇宙就应该是有边缘的,也许在大爆炸之初宇宙还没有一个巴掌大。

  但是漫长时间过去了,宇宙从最初的减速膨胀到现在的加速膨胀,现在宇宙膨胀速度已经超过了光速,因此说即使宇宙存在着边缘,那么这束光也永远都到不了宇宙的边缘。况且提到宇宙边缘的问题是很多人不喜欢看到的,因为宇宙有边缘那么也就意味着宇宙之外的概念是存在的。但是目前的科学体系在时间上不允许存在宇宙大爆炸之前的概念,在空间上不允许存在宇宙之外的概念。

  手电筒朝着天空照射1秒后关闭,这束光能飞到宇宙边缘吗?

  因为讨论宇宙尽头的问题,最终都难免会落入无限的重复当中,科学家有过这样的猜想,认为宇宙是四维空间的,就像是人类在三维空间地球表面上移动,想着一个方向永远都不会有终点,并且还会回到起点。那么如果宇宙是四维空间,人类在三维空间中移动,那么最终也是永远没有尽头的。

  向太空射到手电光,它会一直向深空飞行,但永远都无法达到宇宙的边缘。

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