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把手电筒朝着太空方向照射，它的光会一直飞向宇宙深处吗？
宇宙,能量,手电筒把手电筒朝着太空方向照射，它的光会一直飞向宇宙深处吗？
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
把手电筒朝着太空方向照射，它的光会一直飞向宇宙深处吗？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个问题解释清楚也不难，如果是在绝对真空中，手电筒只要一打开，在30万公里以外的地方就能看到手电筒发出去的光，光在真空中的传播速度是30万公里每秒，且不会衰减。
夜晚，找一个光线不太亮的区域，打开手电筒射向空中，你会发现这么如下现象：
1、光线中可以看到很多明亮的跳动的小颗粒
解释：实际宇宙并不是绝对真空，我们生活的地球表面有大气层，更不是真空，有空气、尘埃、雾霾等物质。
2、光线传到一定距离就看不到了，也就说光线传播的距离其实很有限
解释：光线本质上是电磁波，具有波粒二象性，从光电效应就可以看出，光子具有粒子的性质，且光量子具有动能，光量子照射到光电材料表面后，就会将光电材料中的电子打出来，就检测到了电子，这个过程中光量子也损失了能量。
这种带有能量的光量子照射到太空中的尘埃同样也会损失掉一部分能量，光源的发出电磁波的能量可以表达为E=nhv；其中n代表光量子的份数，与光远强度有关，h是普朗克常数，v代表光量子的频率，与光量子的能量有关。
当光源越强对应的n也就越大，因为就越难全部损失掉，穿透力也就越强，那么光量子自身的能量会减少吗？
当然也会减少的，这个对应光量子频率v的变化，能量减少时v会减少，波长会变长，由于恒星自身运动或者引力的影响就有可能使得光线频率小，波长边长，原本可见光，红移到红外线波段，从而就“消失”了。
当然手电筒发出的光衰减不需要用到红移来解释，但红移可以用来解释为啥我们无法看到遥远的天体。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
“把手电筒朝着太空方向照射，它的光会一直飞向宇宙深处吗？”
理论上来说，手电筒的光确实会飞向宇宙，但在这个过程中还要考虑到光的衰减。手电筒是我们日常生活中用来照明的工具，在使用过程中我们会发现，照射的距离越远，手电筒发出的光照射在物体表面的强度会越低，如果距离数公里远，我们几乎就察觉不到手电筒的光芒了。
同样的道理，当我们把手电筒照向太空时，这束光线在穿越数百公里后的大气层时也会产生强烈的衰减。我们知道光具有波粒二象性，光线在传播过程中会被空气中的粒子不断的散射、吸收和释放，由此造成光子散布在更大的空间内，造成光线强度的减弱，除此之外，空气粒子对光子的吸收和释放，会不断衰减光子的能量，以至于这束光的波长逐渐向红外波段靠近，变成了不可见光。
即使手电筒射出的光线离开了大气层，也会受到宇宙中其他物质的影响，在不考虑其他天体的情况下，宇宙中也存在着大量的气体和尘埃，虽然其密度较低，但是这些气体和尘埃的总量是非常庞大的，要知道宇宙中的各类恒星甚至整个星系都是诞生在这些气体尘埃中，绵延数百光年的星际物质也进一步降低这束光线的能量。
理论上来说，手电筒射向宇宙的光线会一直在宇宙中传播，但是其并不会抵达宇宙的尽头，由于宇宙的膨胀效应，在距离我们数百亿光年外的区域，空间退离我们的速度就会超过光速，这也是“这束光”无法逾越的屏障。
其实当我们把宇宙中的各个恒星看做是手电筒的话，对于这个问题就容易理解了。如果手电筒发出的光可以“无损”的射向它的目标，那我们的世界将没有夜晚，甚至我们的地球也会被加热到太阳一样的温度。
感谢浏览。
回答于 2019-09-11 08:43:50
手电筒朝着天空照射1秒后关闭，这束光能飞到宇宙边缘吗？
小的时候就特别喜欢用手电筒照向夜空，可以清晰地看到手电光柱，但是这个光柱并不是无限延伸的，而是有一段距离，如果换成是光源更强的指示灯，这条光柱就会越长，当时就在想这束光在手电关闭后就消失了吗？还是会继续向远处飞行，如果在遥远的天体上有地外文明，那么它们是否能在几千年后看到这束手电光？甚至如果宇宙有边缘的话，那么它们是否会飞到宇宙的尽头？
当然了小的时候是没有人来告诉这些问题的答案，但是随着求学以及读书学习，也得到了想要的答案。我们从另外一个角度来说明一下这个问题，按照目前的主流观点认为宇宙诞生于138亿年前的奇点大爆炸，经过漫长时间的膨胀演化，可观测宇宙直径已经达到了930亿光年。支持宇宙大爆炸理论有两个证据，首先就是宇宙背景微波辐射，其次是星系红移现象。
而这个宇宙背景微波辐射就很好地回答了这个问题，在宇宙空间背景上有着各向同性的微波辐射，某种意义上来讲我们可以把它称之为宇宙大爆炸38万年之后的一缕余光，经过漫长时间的能量损失，到今天已经变成了微波，只有最灵敏的仪器才能检测出来。
当然如果是手电筒中发射出的光线，理论上这些光子会永恒的向着宇宙深空飞去，在真空中以每秒30万公里的速度远离地球，但是这些光子并非是像中微子一样几乎不与任何物质发生作用，可以肆意地穿过天体，光子是会和其他粒子碰撞交换能量的。
对于光的认识是非常漫长的，光的波动性和粒子性争论了好几个世纪，最终得出结论光具有波粒二象性。1905年爱因斯坦总结出这种特性，当光照射在金属上，会引起金属的电性质发生变化，电子接收到一份份的能量动能增加，这就是著名的光电效应，1921年爱因斯坦因为光电效应获得诺贝尔物理学奖。
那么可想而知一束手电光照射出去，大量的光子向深空飞行，但是会不断地被其他粒子吸收和释放，从而让光子的能量越来越低波长变得越来越长，以前的可见光逐渐的向红外移动，最终就“消失”了。但实际上并非是真正的消失，只不过肉眼无法再看见，而光子依然游荡在宇宙深空中。
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