关掉手电筒的瞬间,光都去哪了,会不会飞到宇宙尽头?



首先可以肯定,手电筒发出的光也是由光子组成的,速度高达每秒30万公里,关掉电源后,虽然光子停止产生了,但已发出的光子并未停下,它们还会继续以光速前行。

一秒钟的光速意味着什么?



光在这一秒内能飞30万公里,相当于绕地球7圈半,从地球表面看,这束光迅速离开大气,穿过云层、平流层,直奔太空,如果夜空晴朗没有云雾阻挡,光几乎不会被散射或吸收,而是会直接进入宇宙真空。

此时它的旅程才算刚刚开始,在理想的真空环境中,光子会沿着直线无限前行,除非被物体拦截,比如地球大气边缘虽然稀薄,但仍有微量气体和尘埃,可能吸收或散射极少部分光子。



剩下的大部分光子进入太空后,还会面临星际尘埃、气体云和天体的阻碍,如果光束撞上38万公里外的月球,它会在月表反射或被吸收;若指向4亿公里外的木星,光子可能被其大气散射。

但这都是理想实验中的情况,因为手电筒的光束很弱且发散,亮度随距离平方减弱,到达几千米外就已经了微乎其微,肉眼或普通望远镜难以察觉。



还有一种特殊的情况是,光子在宇宙中飞行的路上遇到了黑洞,比如银河系中心的人马座A*,此时它们就会被吸入事件视界,消失无踪。

至于能不能飞到宇宙的尽头,首先得定义一下,目前认为的宇宙尽头其实只是可观测宇宙的边界,也就是以地球为中心,半径465亿光年的球形区域,但这只是单程距离,更关键的是,宇宙一直在加速膨胀,光的旅程会因空间拉伸而复杂化。



目前的哈勃常数表明,远处的星系以每约326万光年,70公里每秒的速度远离我们,在约140亿光年外,星系退行速度超过光速,这意味着光子若飞向这些区域,最终会被膨胀“拉回”,永远无法抵达。

因为空间本身在扩张,光的前方不断出现“新空间”,就像跑步机上的奔跑者,目标永远在前方。



即使光不停飞行,它的能量也会因宇宙膨胀而衰减,波长被拉长,频率降低,从可见光变为红外线、微波,最终接近宇宙微波背景辐射的2.7k,这种“红移”让光逐渐“隐形”,虽然它仍在传播,但已经是以另一种形式存在了。



理论上来说,地表之上的所有物体其实都在反射自己的光子,如果现在有外星文明在6500万光年外观察地球的化,拥有超级技术的它们还能看到恐龙灭绝,我们现在用望远镜看到的遥远星系,本质上也是它们曾经的样子,而不是实时状态。

ad1 webp
ad2 webp
ad1 webp
ad2 webp