用手电筒对着夜空中照射,随即关闭手电筒,这一束光线去了哪里?可能抵达宇宙尽头吗?

“光”,在地球生物的演化史中扮演着十分重要的角色,目前整个复杂的生态圈,都建立在太阳光的带来的能量下,如果仅仅依靠地球,是无法满足复杂生态系统消耗的,目前科学家认为,最早的生命诞生于深海的热泉周围,依靠地球熔岩提供的热量生存,但是随后出现的复杂生命体包括遍布全球的植物,都要依靠太阳光为基石。

对于人类来说,光的存在也十分重要,在夜晚的黑暗中,可能隐藏着各种危险,因此人类惧怕黑暗,向往光明,随着科学的一步步发展,在夜晚时我们也可以照亮整个世界。而手电筒是我们生活中不可缺少的照明设备,特别是在野外时,可以给我们很大的帮助,那么你在使用手电筒时,是否想过这样一个问题。

用手电筒对着夜空中照射,随即关闭手电筒,这一束光线去了哪里?可能抵达宇宙尽头吗?

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首先我们来思考一个问题,“光”究竟是什么?这个问题看似简单,却困扰了科学家很多年,一些现象看似简单,但是现在科技不够发达的时代,研究出现象的本质是一件十分困难的事情,早在古希腊时代,人类开始了对光的研究,只是在很长一段时间内,都只停留在光的反射和简单应用上,并没有开始对光的本质展开研究。

这是因为在当时那个年代,宗教和自然科学是密不可分的,对于宗教来说,光的本质就是由神创造的,直到伽利略开创了科学的先河,人类才开始探索周边事物和现象的本质,物理学的大门才慢慢敞开。

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实际上,光的本质从物理学的角度来看,是一串处于特定频段的光子流,因为量子力学的提出,光子具有波粒二象性,可以是波也可以是粒子,并且光子是具备动态质量的。

光源之所以会发出光,是因为光源处的电子获得了额外的能量,电子从原来的轨道跃迁到了其他的轨道上,在跃迁时,光子以波的形式释放能量,不同波长的光,能量不同,跃迁形式也不同,现在市面上的手电筒经过多次升级,普遍都是LED手电筒,这种手电的色温很高,穿透力很强。

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光子是匀速直线的运动,如果没有障碍物反射或者吸收光子的话,可以一直不断的以光速运动下去,而光速是宇宙中最快的速度,也是物理学中的一个常量,时空都会变化,只有光速是恒定的。

那么我们用手电筒照射向夜空时,手电筒的光线有可能前往宇宙的尽头吗?如果没有任何障碍物的话,光线确实会向着一个方向一直运动下去,但是在我们的宇宙中存在大量的物质,这些物质都可能成为光子运动时可能遇到的“障碍物”。

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在我们用手电筒照向夜空时,大部分光线其实都被大气层给阻挡吸收了,大气中的灰尘和各种气体会帮助我们阻挡很大一部分阳光,自然手电筒的光线也会被吸收,因此我们用手电筒照射向宇宙中的光线,大部分都不能离开地球。

那么我们用一些频率更高穿透性更强的专业仪器,向着宇宙中发射光线,会怎么样呢?穿透地球的大气层并不困难,但是这些光线进入宇宙后,也无法到达宇宙的尽头,在浩瀚的宇宙中,存在无数的恒星,这些恒星为了热平衡,不断的以电磁波的形式释放能量,可是如此多的恒星都无法照亮整个宇宙,原因就是“宇宙在不断膨胀”。

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科学家认为,我们生活的宇宙空间一直在“加速膨胀”,而在某个时间点宇宙膨胀的速度超越了光速,因此,光线在宇宙中是永远无法到达宇宙尽头的,并且因为宇宙在不断的膨胀,并不存在所谓的“尽头”。

恒定的光速虽然是宇宙最快速度,但是空间膨胀的速度超越光速后,距离地球一定距离以外的光线,就永远无法抵达地球,因此我们有一个“可观察宇宙”,超过这个范围以内的宇宙空间是人类无法观察的。

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就算是宇宙最快的速度,也会迷失在无垠的宇宙中,并且在宇宙中还存在着大量的黑洞,如果光线遇到黑洞并且进入黑洞的“视界”范围内,就会因为强大的引力再也无法逃出。

光线在宇宙中的命运并没有我们想象的美好,在无限的宇宙中存在太多疑问等待我们的探索,大家认为,在未来人类可能寻找到宇宙的“尽头”吗?

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