不可思議！光在宇宙中竟存在曲線傳播，違背我們認知的常識

2020-07-17 魅力科技life

從初中學物理開始，老師便告訴我們一個常識，光是沿直線傳播的，在不同的材料中，光的傳播會發生折射，但並沒有改變光沿直線傳播的屬性，而在我們的認知中，也一直認為光是沿直線傳播的。

在日常生活中，由於距離和觀察方位的不同，我們看到的人和物的形象，有遠近、高低、大小、長短之分。例如：日常生活中的影子成像，就是光沿直線傳播的現象，因為不同距離、不同位置的光照，影響成像的大小和位置，而生活中還有很多關於光沿直線傳播的現象，如小孔成像、平面鏡反射、太陽傘遮陽等等。


不可思議！光在宇宙中竟存在曲線傳播，違背我們認知的常識

小孔成像

可以說，光在地球上，不論是何種材料或介質，我們似乎都沒有發現過光會彎曲傳播的，那光是否真的一直就是沿直線傳播的呢？

遠小近大，是地球上的一個原理，是光沿直線傳播中的最主要的一個體現，在地球上只要是光線傳播，就不可能違背這個現象的。


不可思議！光在宇宙中竟存在曲線傳播，違背我們認知的常識

然而，我們生活中所看到的光沿直線傳播，是否真的就是如此呢？

對於地球這個靜止的天體來說自然是對的，那對於宇宙這個大系統而言，光卻並非真的沿直線傳播。

我們都知道，宇宙是遠比地球還要神秘的存在，地球是相對靜止的，而宇宙則可能是不斷膨脹的。

宇宙中的光，經過千辛萬苦到達地球，而我們看到的並非星系本身，而是這個星系的光子在宇宙傳播後匯聚產生的圖像，但由於宇宙是不斷膨脹的，最後成的像反而與地球成像不一樣。

造成這一現象最直接的原因是和宇宙中天體的視覺有關。


不可思議！光在宇宙中竟存在曲線傳播，違背我們認知的常識

遠處的星系被放大的原理圖

假設星系兩端各有一個光子朝地球飛來，前來的過程中，兩個光子的空間也會隨著宇宙的膨脹而膨脹。

也就是說，光子一邊匯聚到我們這裡，一邊也在相互遠離，所以走的不是直線，而是曲線，我們反推回去的星系形狀，實際是星系被放大的虛像。當天體離我們比較近的時候這個效應不明顯；只有距離相當遠，宇宙膨脹才起作用。

簡單來說，我們看到越遠的星系，反而是越大的，越近的星系則越小，與地球上看到的遠小近大是相違背的。

宇宙中天體的視覺，違背遠小近大的這一規律，與宇宙的組成成分也有關。


不可思議！光在宇宙中竟存在曲線傳播，違背我們認知的常識

宇宙的組成

宇宙是由普通物質、暗物質、暗能量組成的，其中普通物質卻只佔宇宙的5%左右，25%的是暗物質，這30%可以統稱為物質項，因為它們都會參與引力作用相互吸引，來抑制宇宙的膨脹，而剩下的70%是我們至今尚且捉摸不透的暗能量。

而影響透視的只有兩大因素了，一個是物質項，一個是暗能量項。暗物質和暗能量的比例會影響宇宙的透視，這一結論也曾有科學家做過實驗，最後推論出這個結果。

但在宇宙中，卻又並非是沒一個視點所看到的都是遠大近小的視覺效果，這與所處宇宙的位置有關，有人推測，這其實是和宇宙中暗物質和暗能量的組成比例有關。而當宇宙以完全由暗能量組成時，遠小近大的透視現象才始終不會失效。


不可思議！光在宇宙中竟存在曲線傳播，違背我們認知的常識

星雲圖

總的來說，宇宙中的透視效果改變了光的方向，扭曲了光子的傳播途徑，這也造成了光沒沿直線傳播，產生了一種遠大近小的視覺，這是與宇宙的組成成分有關。

當然，宇宙中也還存在著許多其他不可思議的東西存在。

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（圖片來源於網絡）

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