一束光的命运手电关闭后,光线是消失还是飞

停电的夜晚,很多人会用手电筒四处乱照,还喜欢对准天上的月亮。现在有了指星笔,打开开关,一道笔直的绿色光线直射天空,能轻松穿透厚厚的云层。天文爱好者喜欢用它来指认星星,这就是它名字的由来。

大部分人应该是没有接触过指星笔的,它发出的光线明亮而清晰,似乎能够飞跃到及其遥远的星空彼岸。那关掉它电源后,这束光线究竟去了哪里,会飞到宇宙的最深处吗?

古老的光

从奇点大爆炸后,光线就充斥着整个宇宙。科学家动用光学望远镜,能接收到来自于多亿光年以外的天体,发出来的古老光线。可以说宇宙深处的一束光线,就比太阳系的年龄还要大。

多年前,古人通过小孔成像的故事,首次意识到了光的与众不同。不过在那个时候,他们并没有把光线看作是自然的,而是眼睛把光“赋予”给了事物,让我们看清楚它的模样。这当然是错误的认知,自然界的光会不停地反射,反射进入人的眼睛,在视网膜上成像。

此后关于光的理论就没有太大的发展,直到牛顿的出现,开创性的将光拆解成七种颜色,只用了一个看似微不足道的三棱镜。牛顿在光学上做出了突出贡献,直接影响到了后面关于光的波粒二象性问题。

波粒二象性理论具有普适性,它指出所有物质都拥有波和粒子两种特性。爱因斯坦的光电效应已经暗示了光的两种特性,光子的折射、衍射和干涉,都符合波的特性。光子的由来和普通粒子不同,它是核外电子在进行跃迁时释放出来的能量转化而成。核外电子吸收完能量后,会在不同的轨道上进行跃迁。

而且具有反复性,其状态在经历一段时间的跃迁之后才能稳定下来,跃迁过程中释放的能量就是光子。

光子有强弱之分,从X射线波段到电磁波段。位于四川稻城县的高海拔宇宙线观测站,在5月份的时候发现了超高能伽马光子,最高能量达到了1.4拍电子伏。在所有的光子中,伽马光子的能量排名第一。

手电的光飞去了哪里

和它相比,指星笔发出的光不值一提。在我们都眼中,即使把指星笔关掉,它发出的光依然在前进,一直在往宇宙深处飞去,理论上来说光可以一直飞行,直到宇宙的深处。太空中环境不是纯粹的,也会有杂质,会干扰光子的状态。

光子可以被磁场和黑洞吸收,也可以和其他粒子结合转化成能量的形式。而且站在光子的角度,时间没有意义,飞得再远,也和它刚刚出发时没有区别,所以说指星笔发出的光可以飞到宇宙的深处。

同理,宇宙深处的天体,它们发出来的光,我们能接收到。比如GN-Z11,这是个远在亿光年之外的星系,它发出光子的时候,还是个新生星系,在宇宙诞生4亿年时出现。现在它随着宇宙膨胀,已经远在多亿光年以外。

这也是手电发出的光不能飞到宇宙尽头的原因,只能说它可以飞到宇宙的深处。哈勃太空望远镜传回来的信息显示,可观测宇宙的边缘地带正在以超光速狂奔。这是否意味着,宇宙的真实样貌我们始终都无法知晓?

光传递的信息也需要时间,我们接收到的光来自于亿年前,都是宇宙过去的模样。如今宇宙的膨胀速度已经超越的光速,我们再怎么追赶,也只能看见它的“过去”,而不是现在的状态,难怪科学家都有了挫败感。



转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbls/6072.html


  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章:
  • 网站简介 广告合作 发布优势 服务条款 隐私保护 网站地图 版权声明
    冀ICP备19027023号-7