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光会不会消失？

光子,能量,宇宙光会不会消失？

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

光会不会消失？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

若要回答这个问题，首先需要我们正确地认识光的现象，即光的本质是什么。根据质能守恒定律，无论光的本质是能量，还是物质，“光”都不会消失。其只是改变了存在的形式，从而使其由显性转变为隐性。

比如，由于人类对阳光和火的适应，使得我们对这一频率段的光具有感应能力，因此被称为可见光。超出此频率段的光则为红外线和紫外线。它们虽与可见光具有相同的本质，只是能量的不同，但对于我们人类来说，却是看不见的，表现为其他的新事物。比如，对高能紫外线，我们根据其能量的大小分别称为x射线、伽马射线和中微子等。

于是，人们会问，各种不同能量的光的本质是什么？

由于普朗克常数h的被发现，且其物理量纲为粒子的角动量，具有相对于粒子能量的不变性，说明该常数是不可再分的最小粒子的本征参量，说明我们的宇宙是由被称为量子的不可再分的最小粒子构成的。

由此，我们获得了一个有机的量子宇宙观：

离散的基态量子构成空间，受到激发的量子成为光子，由高能量子组成的封闭体系就是物质。

于是，光的本质是最小粒子（量子）的激发态，不同能量的激发量子被分别称为红外线、可见光、x射线和伽马射线等。

于是，我们知道，光的产生是对基态的空间量子进行激发，使之获得能量，由原来的无规（热）运动的粒子，转变为有向运动的光子。最为著名的生光机制，就是光电效应。高位能的电子通过激发空间量子，将其多余的能量转移给了空间，自己则跃迁回其在原子中的基态。

于是，若要使光消失，就必须令其交还能量，重新回归为基态的量子。其具体的方式有以下三种方法。

其一是被物质吸收，将光子获得的激发能转化为物体的热能，即物体内部粒子运动的动能。这也是为什么关灯时，屋子会瞬间黑暗的原因。

其二是光子在量子空间的运行，借助于其与空间量子的碰撞，消耗了能量，从而还原为基态量子。这就是光的耗散红移。目前所观察到的星光普遍红移，主要就是耗散红移所造成的。

其三是光子离开巨大的物体，为克服量子空间的不对称碰撞，即克服引力的作用，会发生红移现象。这是爱因斯坦在广义相对论中所预言并得到证实的引力红移。

上述三种光的消失即损耗其能量还原为基态量子，第一种方式效率最高，是一种显而易见的方式。第二种方式其效率最低，需要光旅行上亿年的时间才具有显著的可观测性。至于第三种方法，则需要物体的质量和密度都非常大。比如，黑洞就能够拖拽住光子，使之无法逃逸出黑洞。这只是一种形象的比喻，其实际的物理机制是，光子的能量为克服黑洞的引力而消耗殆尽，从而回归为基态量子，表现为光的消失。

总之，光子是激发量子，只要消耗了其高于基态的能量，就会使光现象消失，但是产生光现象的粒子——量子却是永存的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

在宇宙中的一些空间中，接近真空环境，由于缺乏传播介质光在这些空间不能不能传播，光就会消失，所以宇宙的背景是黑的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

光会不会消失，须要看什么光，如果是火光，人工点燃的光都会消失，如日月星光是永远不会消失的，因为日月星是天燃之光，是永恒的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

好有意思的话题，光当然会消失，下面我来回答一下光的几种“死法”。

一、转化成粒子

光是一种能量的表现方式，光和粒子是可以相互转化的 。想当初，爆炸后0.01秒：约1000亿度，光子、电子、中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度不断下降。大爆炸后0.1秒后：约300亿度，中子质子比从1.0下降到0.61。大爆炸后1秒后：约100亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。

大爆炸后10秒后：约30亿度，核时期，氢、氦类稳定原子核（化学元素）形成。当宇宙冷却到109开尔文以下（约100秒后），粒子转变不可能发生了。

我们可以想象一下，在这个阶段里面，一锅浓汤一样的光子逐渐转化成粒子，形成光子和粒子的一锅新浓汤。

二、被“稀释”掉

宇宙大爆炸后10^11秒（10^4年），温度约为105开尔文，物质期。在宇宙早期历史中，光主宰着各能量形式。随着宇宙膨胀，电磁辐射的波长被拉长，相应光子能量也跟着减小。辐射能量密度与尺度（R）和体积（4πR3/3）的乘积成反比例减小，即按1/R^4减小，而物质的能量密度只是简单地与体积成1/R^3反比例减小。

直到发展到今天，147亿年之后，科学家们发现了宇宙微波背景辐射（又称3K背景辐射）是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特徵和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。频率属与微波范围。这是热力学温度，转换成咱们口中常说的温度就是-270.15℃，就是零下270.15℃，也就是绝对零度高一些。

这些光就是宇宙大爆炸之初那锅浓汤中的光，随着宇宙的膨胀，慢慢地被稀释的结果，早晚有一天，随着宇宙的膨胀，连这3K也保存不下来，宇宙进入热寂。

三、被“吃"掉

光子可以和自由电子发生相互作用，电子吸收光子的能量后能量跃迁，这样光子就没了。光子还可以跟物质发生能量交换，变成分子的动能。相当于光子被吃掉了。

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