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用一个手电筒向天上照射一秒钟然后关上,光会到达宇宙边缘吗?

来源:亦心 时间:2023-07-07
不同的手电筒照射范围不同,普通手电筒的射程只有十米,距离越远就没那么亮了。 功率更高的强光手电,照射范围更远,穿透力更强,但是我们关闭手电后,光束消失,然后我们在太空中打开手电一秒钟,然后将其关闭。 这束光能传播多远,是否能到达宇宙边缘:

光源之所以能发光,是因为光源处的电子获得了额外的能量,电子在轨道之间跳跃,以波的形式释放能量,光就诞生了。 人类对光的研究可以追溯到古希腊时代,那时人们已经知道光的反射,但在那之后的很长一段时间里,人类对光的认识并没有进步。 直到 17 世纪,人类才开始深入研究光的本质,而波动理论和粒子理论的雏形才开始出现。

  当我们用手电筒照射宇宙时,我们会发出一束光子。 这束光子会以光速朝着我们照亮的方向移动,只要没有遇到障碍物就会一直向前移动。 宇宙很大,我们照射到宇宙中的手电筒,大概率会遇到障碍物,可能是某颗恒星,也可能是遇到黑洞就被俘获了,永远无法离开黑洞。

  如果不考虑障碍物,这道光束就无法到达宇宙的边缘。 光在真空中移动的速度是恒定的,在空气或其他介质中它的速度会更慢。 光速看起来很快,但实际上对于宇宙尺度来说太慢了。 银河系的直径大约有20万光年,光年就是光在一年内传播的距离。球形空间的直径约为900亿光年,这意味着从地球到达可观测宇宙的边缘需要450亿年!
宇宙的年龄只有138.2亿年,我们手电筒发出的光需要整整 450 亿年才能到达可观测宇宙的边缘。 这么长时间后宇宙是否存在还不确定,而在可观测宇宙之外,还有更广阔的宇宙。科学家认为可观测宇宙之外的宇宙比可观测宇宙大许多倍。 给定无限的时间,不考虑任何障碍,这道光束永远不会到达宇宙的边缘。

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