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太阳发出的光如此耀眼,它能到达宇宙的边缘吗_科技频

发布日期:2020-09-13 03:17   来源:未知   阅读:

我们知道,夜空中的星星离我们地球非常遥远,有的甚至有几百万光年。这就意味着,光从恒星发出之后到达我们地球已经经过了几百万年的时间了。我们的太阳也是一样,它是靠核聚变产生能量而发出耀眼的光芒。目前,科学家根据对太阳光谱和质量的测算,知道太阳的寿命大概在100亿年左右,目前已经经过了45.7亿年。也就是说,太阳形成初期发出的光已经在宇宙传播了45.7亿光年。那么问题来了,太阳光能不能传播到宇宙的边缘?

许多支持光波动说的人认为光能像波一样产生干涉图样。但是因为光的波长是非常小的,因此实验所需的缝隙也需要非常小,这在当时是做不到的。因此,光的粒子说在当时普遍为人们所接受。

在哈勃之前,人们认为宇宙就只有银河系那么大。之后天文学家观察到了一些与银河系相似的螺旋星系,于是人们对宇宙的大小开始产生了怀疑。1920年4月26日,天文学界举办了一场世纪大辩论,探讨了宇宙的大小。在那之后,我们对宇宙的观念就此改变。

此时,光的波动说和粒子说进入了一个不可调和的状态。1905年,爱因斯坦把这两种说法进行合并,提出了光的波粒二象性,他认为光是粒子也是波,在不同的条件下显现出不同的性。不过当时许多物理学家反对这一说法,特别是密立根做了很多光电效应的实验,试图反驳爱因斯坦。不过恰恰相反,他的实验证明了光电效应,爱因斯坦因此获得了诺贝尔奖。

但是,18世纪末期,英国医学兼物理学家托马斯?杨做了一个实验,颠覆了物理学界的认知。我们知道手术刀是非常锋利的,使用手术刀能刻出微小的缝,而身为医生的他有手术刀,因此他设计了一个巧妙的实验实现了光的干涉。由此,光的波动说开始为人们所接受。之后,麦克斯韦提出了他著名的方程,从理论上统一了电磁和光。后来赫兹通过实验证明了麦克斯韦的想法。此时,光的波动说压倒了光的粒子说。

在17世纪中期,人们对于光是粒子还是波进行了相当激烈的讨论。牛顿认为,光是粒子,光的反射定律就是一个很好的粒子。当光粒子撞击到物体表面时,它就会像粒子一样反弹回来,而且入射角和反射角是相同的。但是惠更斯提出了完整的波动理论,并用它来证明光的反射和折射定律。

在世纪大辩论的两年之后,哈勃通过测量仙女座星系的距离,确定了宇宙比银河系更大。当时,造父变星的亮度变化周期已经为人们所熟悉,哈勃通过标准蜡烛法测量了仙女座星系中造父变星的距离,从而确定了这个距离大于银河系的直径。此外,188kj开奖直播,哈勃还发现,星系发出的光都产生了红移,也就是说它们在离我们远去,且距离我们越远的星系离去的速度越快。通过大量的测量,他总结出了哈勃定律,从而也证明了宇宙在膨胀。

我们知道地球和太阳的距离大约为1.5亿公里,光从太阳表面传播到地球上只需要8分钟。但是,光子从太阳内部到表面所需的时间却需要上万年。因为太阳内部的光子会被重新吸收和发射,它的运动就类似于布朗运动,科学家利用概率学算出它漫步到表面需要上万年的时间。不过,有人指出,这种方法的错误之处在于把光当成弹跳的粒子,而光只是一种电磁波,只是一种能量。

因此,太阳发出的光无法到达宇宙的边缘,因为在某个地方,宇宙的膨胀速度已经超过光速了。

因此如果太阳发出的光没有遇到障碍物,那么光子就能一直传播下去。不过,能不能到达宇宙的边缘,还有一个重要的因素,那就是宇宙的膨胀。

如果我们让时光倒流,我们会发现宇宙慢慢缩小,直到缩成一个奇点。这个点就是宇宙的开端,它在某一时刻发生大爆炸,然后宇宙就膨胀成现在的模样。理解宇宙膨胀的最好例子就是气球。出于某种原因,这颗气球上有两只蚂蚁,由于气球的膨胀,它们会相互远离。但是,如果它们都不看对方,它们是感受不到气球的膨胀的。假如其中一只蚂蚁想去找另一只蚂蚁玩,但是气球膨胀的速度比蚂蚁最快的速度还要快时,那么它们两个永远不会相见。与蚂蚁的情况类似,宇宙在诞生早期也经历过暴涨阶段,导致它膨胀的速度超过光速。

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