光在夜空中會達到宇宙邊緣嗎?科學家的解釋豁然開朗

2020-12-03 科學之門

人類對光也充滿了好奇,特別是小時候,兒童喜歡用手電筒朝著夜空照射,仿佛一根巨大的金箍棒直指太空,我們的內心便有了很多疑問,我的這一束光束會達到哪裡,會不會到達宇宙的邊緣,會不會照射到外星人,我們對這一切都充滿了好奇。是的,對於光是否能夠到達宇宙邊緣,這一切取決於運氣。

光是自然界最神奇的現象。如果沒有光,人類再好的視力也會變得無用武之地,變成睜眼瞎,與此同時,光也是世界上傳播速度最快的。科學家一直在研究光的傳播,試圖從中窺探自然界最快速度的秘密,唯有如此,人類方能實現太空旅行,甚至是時空穿梭。

有的人會說,我可以無限加大光的強度,從而讓光走得遠一些。這一切的想法都是錯誤的。光傳播的遠近完全不會取決於發出光的功率。每秒大約是30萬公裡,這個速度恆定不變,為了能夠研究光的特性,科學家們提出了波粒二像性,給光賦予了兩種身份,一種是粒子,一種是波,光具有粒子和波的兩種特性,這種定義是獨一無二的,宇宙中也就是光有兩種身份,光是宇宙最快速度,根據愛因斯坦的相對論,物體的速度最快只能無限接近光速,無法超越光速,這是因為任何靜止質量的物體在不斷向光速加速的過程中,質量也在不斷的增加,同時還需要無限的能量來作為動力。

有的人的光束甚至離不開地球。在你的光束離開你之後,它首先要與大氣中的很多物質發生交集。大氣汙染物中的氮氧化物(NOx)和揮發性有機汙染物(VOCs)在紫外光照射下發生的化學反應,有光化學反應為主形成的煙霧,稱為光化學煙霧,主要發生在化工工業較為集中的地區,如果你恰巧處於這一位置,你的光也就止步於地球了。

有的人的光束離不開太陽系。你的光如果僥倖有一部分離開了地球,它在空氣的折射下,朝著你所無法預料的方向前進,這種情況下,它有很大的概率朝著八大行星跑去,這個時候,它會發生折射,朝著更加離奇的方向前進,甚至會回到地球。

最終會到達宇宙的邊緣嗎。這個問題科學家已經給出了答案。我們試著從反方向來看。如今,科學家已經通過天文望遠鏡看到了宇宙深處甚至是宇宙邊緣,只有光從那個方向傳播過來,我們才能夠觀察到,所以光是可以傳播到宇宙邊緣的。

綜上所述,在整個傳播過程中,光首先會受到大氣中的雲和各種物質的幹擾,與此同時還要克服各種天體的阻礙,所以光能夠傳播過來實在是小概率事件。不過,大家可以朝著天空照射,總有一束光會帶著你的問候和希望來到宇宙的邊緣。

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  • 手電筒朝著天空照射1秒後關閉,這束光能飛到宇宙邊緣嗎?
    還是會繼續向遠處飛行,如果在遙遠的天體上有地外文明,那麼它們是否能在幾千年後看到這束手電光?甚至如果宇宙有邊緣的話,那麼它們是否會飛到宇宙的盡頭?當然了小的時候是沒有人來告訴這些問題的答案,但是隨著求學以及讀書學習,也得到了想要的答案。
  • 用手電照天空1分鐘後關閉,光去了哪裡?能到宇宙邊緣嗎?
    如果我把手電關閉,剛才發射的光子能飛到宇宙邊緣嗎?現在除了手電筒照天空以外,城市的夜景中還有隨處看見的大功率探照燈,甚至是將光子在發射腔中壓縮以後射出去的雷射,這些比手電筒的光度更大,問題是這些光能飛到哪裡?想要解決這個問題,我們先要了解光是什麼?
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    夜空應該是黑暗的嗎?在1820年代,天文學家海因裡希·奧爾伯斯指出,根據當時人類對宇宙的了解,夜空根本不會變得漆黑,這是一個非常合理的假設,因為當時人類認為宇宙是穩定不變的。每天開始,太陽都會升起,天空中的星星將以可預測的方式運動,我們還認為宇宙在可視範圍上是統一且無限的。整個夜空不僅應該不暗,而且應該在各個方向上都與太陽表面一樣明亮。
  • 夜晚天空那麼多恆星,可是為什麼夜空和宇宙都是黑暗的?
    夜空應該是黑暗的嗎?在1820年代,天文學家海因裡希·奧爾伯斯指出,根據當時人類對宇宙的了解,夜空根本不會變得漆黑,這是一個非常合理的假設,因為當時人類認為宇宙是穩定不變的。每天開始,太陽都會升起,天空中的星星將以可預測的方式運動,我們還認為宇宙在可視範圍上是統一且無限的。整個夜空不僅應該不暗,而且應該在各個方向上都與太陽表面一樣明亮。
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    但是在現實中,超光速飛行是無法實現的,甚至光速飛行都十分的困難,因為相對論告訴我們任何有質量的物體都是無法達到光速的,但是我們不考慮光速限制的,假如有一艘秒速一光年的超光速宇宙飛船,向著一個方向不斷飛行,這個飛船可以抵達宇宙的邊緣嗎?
  • 海市蜃樓為何會出現?科學家有新解釋,不是光的折射現象嗎?
    海市蜃樓為何會出現?科學家有新解釋,不是光的折射現象嗎?海市蜃樓現象在地球上時常發生,這一現象在起初出現的時候,古人們並無法解釋,覺得這是神跡降臨的一種表現,隨著科學的不斷發展,我們才知道海市蜃樓現象的出現是非常正常的,它是由光的折射和反射所組成的一種光學現象而已,它折射的場景是地球上真實存在的現象。以至於在出現的時候會讓人產生一種錯覺,不知道這到底是真還是假。
  • 打開手電筒1秒後立即關閉,發出的光能照射到宇宙邊緣嗎?
    既然如此,如果我們用一個手電筒,打開1秒之後立即關閉,那麼這束光是消失了還是會繼續飛行,如果能夠繼續飛行的話,那麼這束光是否能夠飛到宇宙邊緣?為了解釋這個無法調和的問題,愛因斯坦將兩者結合了起來,並在1905年發表了《有關光的產生與轉換的一個試探性觀點》,提出了光量子假說,並且揭開了光的波動性和粒子性的兩元特性。後來,德布羅意提出了「物質波」假說,他認為一切物質和光一樣具有波粒二象性。
  • 打開手電筒1秒後立即關閉,發出的光能照射到宇宙邊緣嗎?
    既然如此,如果我們用一個手電筒,打開1秒之後立即關閉,那麼這束光是消失了還是會繼續飛行,如果能夠繼續飛行的話,那麼這束光是否能夠飛到宇宙邊緣? 為了解釋這個無法調和的問題,愛因斯坦將兩者結合了起來,並在1905年發表了《有關光的產生與轉換的一個試探性觀點》,提出了光量子假說,並且揭開了光的波動性和粒子性的兩元特性。後來,德布羅意提出了「物質波」假說,他認為一切物質和光一樣具有波粒二象性。
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