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手电筒朝天照射一秒,光什么时候能到达宇宙尽头?

很多朋友肯定已经知道答案了,因为100%可能会认为它将继续传播,并且未来将一直传播到宇宙的尽头!但种花家要告诉你的是,即使你在地球诞生的时候向天空打开手电,到现在为止它也传出不过45亿光年,不过宇宙大小的二十分之一而已,而且它将永远都传不到宇宙的尽头!

光源关闭了,光子会继续传播吗?

大部分光子都是核外电子受激跃迁到高能级,然后跌落时候释放出光子,电子则回到原来的能级,而释放的光子则将会脱离电子一去不复返!

光子的能量不会衰减,因此从宇宙的另一头传过来的光子能量是一样的,但有一点要注意的是很多朋友都不理解,既然光子能量不会衰减,为什么它们经过引力场时会红移,根据普朗克量子的能量公式:

E=HV

频率下降,那么能量也下降,根据能量守恒定律,这光子还是原来的光子,那么能量哪里去了呢?其实这容易理解,因为这部分能量用力引力场梯度空间了,假如这个引力场足够大,比如不小心误闯黑洞的视界,那么它的这点能量将再也无法克服,所以就掉进去啦!

当然另一个会引起红移的的是光源的远离,反之接近则会引起蓝移,这是因为空间距离的所缩短给了光子增加了能量,使得它的频率增加,根据能量子计算公式,光子的能量增加了!

所以理论上光子的能量是不会衰减的,但它有可能消耗在引力或者空间距离增加上,当然更有可能被其路途上的尘埃所吸收!吸收光子之后,电子会跃迁轨道,并且释放出电磁波,也许这次吸收的能量不够,它再也无法辐射可见光,只能辐射红外波段的辐射,如果光子很多,那么我们就感觉到这个物体被晒热了!

太阳光晒到我们人体上感觉暖洋洋就是这个道理,所以当没有东西或者引力场阻挡它时,它将一直传播,一直到它撞击在某个电子上,然后将能量输送给它!

从这一点上来理解,太阳内核的的光子就是这样慢慢一步步爬出来的,因为内核物质密度极高,因此一个光子不出一微米米就会撞到另一个带电粒子,继而发生一次能量转移,而且带电粒子辐射的光子则是随机的,因此一个光子需要几十万年才能从太阳内核爬到辐射层,然后再用十几个小时爬到表面,在经过8分多钟到达地球!

光的速度是30万千米,这是谁测量的?

人类测量光速的历史是很有趣的,因为现代人都知道,光速极高,所以当年那些方法先得尤为可爱,特别是这些可爱的方法将那些大科学家困扰时!

1629年,荷兰科学家撒·贝克曼曾用1.6千米以外的一面镜子观察反射回的大炮闪光。

1638年,意大利科学家伽利略用相隔数千米的灯笼打开和关闭来测定光速

两位都是大佬,但可惜光速实在太快,经过这点距离不过11微秒,眼睛眨一眨都比这个慢多了,所以这是可能完成的任务!不过继续发展,方法就靠谱多了!

1676年,天文学家奥勒·罗默木卫一绕木星的公转周期在地球靠近木星的时候,比地球远离木星时更短,推测出光速是有限的,他计算出光速大约是22万千米/秒,尽管这个速度和现代光速相差26%,但各位要知道这大约是清康熙十五年!所以各位将就一下吧

牛顿也计算过光速,并且得出各种颜色的光速度一致的结论!1729年布拉德发现了光行差,从而计算出光速,他取得的数据已经比较准确。

阿曼德·斐索和傅科合作,在1862年取得了比较准确的光速,他们测得的速度大约是29.8万千米/秒,这个速度已经和现代光速相差无几,他们所用的设备也被称为斐索-傅科仪,也就是各位熟悉的齿轮法测光速!

十九世纪六十年代,麦克斯韦用他的方程组推导出电磁波速度和光速相等,因此他认为光是一种电磁波!

1887年迈克尔逊莫雷实验证明光速不变。

1972年美国科罗拉多州波德的国家标准技术研究所利用激光干涉法测定光速,得出光速为:

c = 299792456.2±1.1 m/s

够精确不,为什么会有小数点?不是整数?其实是我们对米定义的问题,1983年的国际计量大会上将铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间定义为秒,而将米定义为:1⁄299792458秒内光在真空中所走的距离!所以光速被固定到了:

299792458米/秒

这就是人类认识光速的历史

光为什么到不了宇宙的尽头?

光的速度那么高,怎么可能有光到不了的区域嘛,但其实光速在宇宙中速度并不高,从太阳的那天开始算起,光也不过走了1/20的宇宙距离,因为可观测宇宙达到了930亿光年,45亿年只能走45亿光年的距离!那么假以时日总会走到的吧,其实没机会啦,我们来简单算下便知!

1000亿光年范围

2013年欧洲普朗克卫星测得最精确的哈勃常数为67.15千米/秒·百万秒差距!它是宇宙膨胀速度大小的衡量标准,以此计算,宇宙大约会在145.6147552亿光年外膨胀速度超过光速。

这是一个难以理解的问题,越过宇宙大爆炸的微波背景辐射,大概是461亿光年,最还有8亿光年需要中微子或者引力波才能坍缩到的区域,将会直达大爆炸发生的那一刻!但现代宇宙测定是平坦且无限的,而可观测宇宙只告诉我们我们只能观测到那么大,在可观测宇宙外面,还有无比广袤的未知,所以我们测算出来的145.6147552亿光年外将会在930亿光年以外!

那里有什么我们不知道,但光永远都追不上!

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