一束光在宇宙中究竟能走多远|

B站影视 2024-12-07 23:03 2

摘要:假如我们在晴朗的夜空打开手电筒,仅1秒后便关闭,那么这束光能否抵达宇宙的边缘?依据爱因斯坦的光量子理论,光是由具有能量的光子所构成的,且能量不会无端消失。所以即便我们关掉手电筒,先前发出的光线仍然会沿着原方向继续行进。此时这束光将会面临以下几种不同的结局。

假如我们在晴朗的夜空打开手电筒,仅1秒后便关闭,那么这束光能否抵达宇宙的边缘?依据爱因斯坦的光量子理论,光是由具有能量的光子所构成的,且能量不会无端消失。所以即便我们关掉手电筒,先前发出的光线仍然会沿着原方向继续行进。此时这束光将会面临以下几种不同的结局。

·第一,在尚未脱离地球之际,就有可能被大气层内部的各类物质所吸收。

·第二,若有部分光脚性穿过大气层,进入广袤无垠的宇宙,依旧有很大概率会被星际尘埃以及其他星球捕获,甚至可能遭遇连光都无法逃脱的黑洞。

·第三,假使这束光足够幸运地避开了所有阻碍,它最终也无法到达宇宙边缘。因为我们的宇宙正在以比光速更快的速度膨胀。

早在1929年,著名天文学家爱德文哈勃利用当时最为先进的望远镜观测星空时,就已经发现夜空中几乎所有的星系仿佛都在故意躲避人类的视线,并以超越光速的速度远离地球,且距离我们越遥远的星系,远离我们的速度也就越快。

为什么说光速是这个宇宙的上限?根据爱因斯坦相对论中的光速不变原理,光在真空中的传播速度始终都是一个恒定常数,为299792458米每秒,任何有质量的物体都无法超越这个速度。无论观察者与光源处于相对静止,还是运动的状态,它的速度始终都不会改变。

即便我们驾驶着一艘接近光速的飞船去追赶,对于光而言,我们依然处于静止状态,并且仍然以绝对不变的光速离你而去。这似乎意味着光速就是这个宇宙的上限,任何物质和信息的传递都无法突破这个界限。

根据爱德华哈勃的发现可以知道,站在地球上看,所有星系的退行速度都与它们和地球的距离成正比,这并非是它们本身在以超光速远离我们,而是宇宙空间的拉伸速度远远超过了我们在光速下所能覆盖的距离,这也使得那些从遥远星系发出来的光可能永远都无法抵达地球。

即便我们拥有一艘可以光速飞行的飞船,且无休止的飞行下去,也都无法触及宇宙的边缘。

来源:科学小黄花

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