手電筒朝著天空照射1秒後關閉，這束光能飛到宇宙邊緣嗎？

小的時候就特別喜歡用手電筒照向夜空，可以清晰地看到手電光柱，但是這個光柱並不是無限延伸的，而是有一段距離，如果換成是光源更強的指示燈，這條光柱就會越長，當時就在想這束光在手電關閉後就消失了嗎？還是會繼續向遠處飛行，如果在遙遠的天體上有地外文明，那麼它們是否能在幾千年後看到這束手電光？甚至如果宇宙有邊緣的話，那麼它們是否會飛到宇宙的盡頭？

當然了小的時候是沒有人來告訴這些問題的答案，但是隨著求學以及讀書學習，也得到了想要的答案。我們從另外一個角度來說明一下這個問題，按照目前的主流觀點認為宇宙誕生於138億年前的奇點大爆炸，經過漫長時間的膨脹演化，可觀測宇宙直徑已經達到了930億光年。支援宇宙大爆炸理論有兩個證據，首先就是宇宙背景微波輻射，其次是星系紅移現象。

而這個宇宙背景微波輻射就很好地回答了這個問題，在宇宙空間背景上有著各向同性的微波輻射，某種意義上來講我們可以把它稱之為宇宙大爆炸38萬年之後的一縷餘光，經過漫長時間的能量損失，到今天已經變成了微波，只有最靈敏的儀器才能檢測出來。

當然如果是手電筒中發射出的光線，理論上這些光子會永恆的向著宇宙深空飛去，在真空中以每秒30萬公里的速度遠離地球，但是這些光子並非是像中微子一樣幾乎不與任何物質發生作用，可以肆意地穿過天體，光子是會和其他粒子碰撞交換能量的。

對於光的認識是非常漫長的，光的波動性和粒子性爭論了好幾個世紀，最終得出結論光具有波粒二象性。1905年愛因斯坦總結出這種特性，當光照射在金屬上，會引起金屬的電性質發生變化，電子接收到一份份的能量動能增加，這就是著名的光電效應，1921年愛因斯坦因為光電效應獲得諾貝爾物理學獎。

那麼可想而知一束手電光照射出去，大量的光子向深空飛行，但是會不斷地被其他粒子吸收和釋放，從而讓光子的能量越來越低波長變得越來越長，以前的可見光逐漸的向紅外移動，最終就“消失”了。但實際上並非是真正的消失，只不過肉眼無法再看見，而光子依然遊蕩在宇宙深空中。

其實這個問題前文已經提到了，按照目前的宇宙觀，我們知道宇宙誕生於138億年前那個無限緻密的奇點，經過膨脹形成今天的樣子，那麼理論上來講宇宙就應該是有邊緣的，也許在大爆炸之初宇宙還沒有一個巴掌大。

但是漫長時間過去了，宇宙從最初的減速膨脹到現在的加速膨脹，現在宇宙膨脹速度已經超過了光速，因此說即使宇宙存在著邊緣，那麼這束光也永遠都到不了宇宙的邊緣。況且提到宇宙邊緣的問題是很多人不喜歡看到的，因為宇宙有邊緣那麼也就意味著宇宙之外的概念是存在的。但是目前的科學體系在時間上不允許存在宇宙大爆炸之前的概念，在空間上不允許存在宇宙之外的概念。

因為討論宇宙盡頭的問題，最終都難免會落入無限的重複當中，科學家有過這樣的猜想，認為宇宙是四維空間的，就像是人類在三維空間地球表面上移動，想著一個方向永遠都不會有終點，並且還會回到起點。那麼如果宇宙是四維空間，人類在三維空間中移動，那麼最終也是永遠沒有盡頭的。

向太空射到手電光，它會一直向深空飛行，但永遠都無法達到宇宙的邊緣。

不應叫深處，應叫淺處，宇宙越邊沿能量越低，低對淺才同義，到了超出宇宙後就應該是是既無任何物質無任何能量一切為0的真空了，光就是開發邊疆的先鋒隊，手電沒有幾個兵半路餓死的餓死，在高老莊的在高老莊，只有長江水流到東海，手電如小溝水連一塊地都流不過，速度與落差有關，有壓強差才有速度，光速與光能壓強有關。

在理想的真空條件下，光確實會一直飛向宇宙深處。

但宇宙中並不存在絕對的真空，我們通常所說的真空多是之地球外面的太空。太空中仍舊存在極少量的氣體塵埃分子，通常情況下可以忽略不計！

所以即使在太空中開啟手電筒，它的光也不會一直永遠飛下去。那麼最終手電筒的光會怎麼樣呢？

在地面上開啟手電筒然後關閉，我們會看到光線瞬間消失，光線不可能一直飛下去，當然甚至不可能飛出地球。

因為地球上空充滿了大氣，塵埃分子等，這些都會吸收光線。

光本身就是一種能量，地球表面無時無刻不上演這這種能量轉換。在圍觀層面理解，原子吸收外界光線後，外層的電子就會發生躍遷，躍遷到更外層的軌道。同時，如果電子躍遷到內層軌道，就會釋放出光子。當光的能量足夠強，甚至能讓電子脫離自己的軌道。

所以，一束光不可能永遠在宇宙中飛行。如果考慮到宇宙的加速膨脹現象，就更不可能了，最終這束光會被因為宇宙膨脹被拉伸到微波，等於也就“消失”了！

我覺得這就像在宇宙中吐口水一樣，不受外力影響，就會一直前進下去一樣，可是誰會注意這口口水呢，他太不起眼了，就和手電筒光一樣

“把手電筒朝著太空方向照射，它的光會一直飛向宇宙深處嗎？”

理論上來說，手電筒的光確實會飛向宇宙，但在這個過程中還要考慮到光的衰減。手電筒是我們日常生活中用來照明的工具，在使用過程中我們會發現，照射的距離越遠，手電筒發出的光照射在物體表面的強度會越低，如果距離數公里遠，我們幾乎就察覺不到手電筒的光芒了。

同樣的道理，當我們把手電筒照向太空時，這束光線在穿越數百公里後的大氣層時也會產生強烈的衰減。我們知道光具有波粒二象性，光線在傳播過程中會被空氣中的粒子不斷的散射、吸收和釋放，由此造成光子散佈在更大的空間內，造成光線強度的減弱，除此之外，空氣粒子對光子的吸收和釋放，會不斷衰減光子的能量，以至於這束光的波長逐漸向紅外波段靠近，變成了不可見光。

即使手電筒射出的光線離開了大氣層，也會受到宇宙中其他物質的影響，在不考慮其他天體的情況下，宇宙中也存在著大量的氣體和塵埃，雖然其密度較低，但是這些氣體和塵埃的總量是非常龐大的，要知道宇宙中的各類恆星甚至整個星系都是誕生在這些氣體塵埃中，綿延數百光年的星際物質也進一步降低這束光線的能量。

理論上來說，手電筒射向宇宙的光線會一直在宇宙中傳播，但是其並不會抵達宇宙的盡頭，由於宇宙的膨脹效應，在距離我們數百億光年外的區域，空間退離我們的速度就會超過光速，這也是“這束光”無法逾越的屏障。

其實當我們把宇宙中的各個恆星看做是手電筒的話，對於這個問題就容易理解了。如果手電筒發出的光可以“無損”的射向它的目標，那我們的世界將沒有夜晚，甚至我們的地球也會被加熱到太陽一樣的溫度。

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這個問題解釋清楚也不難，如果是在絕對真空中，手電筒只要一開啟，在30萬公里以外的地方就能看到手電筒發出去的光，光在真空中的傳播速度是30萬公里每秒，且不會衰減。

1、光線中可以看到很多明亮的跳動的小顆粒

解釋：實際宇宙並不是絕對真空，我們生活的地球表面有大氣層，更不是真空，有空氣、塵埃、霧霾等物質。

2、光線傳到一定距離就看不到了，也就說光線傳播的距離其實很有限

解釋：光線本質上是電磁波，具有波粒二象性，從光電效應就可以看出，光子具有粒子的性質，且光量子具有動能，光量子照射到光電材料表面後，就會將光電材料中的電子打出來，就檢測到了電子，這個過程中光量子也損失了能量。

這種帶有能量的光量子照射到太空中的塵埃同樣也會損失掉一部分能量，光源的發出電磁波的能量可以表達為E=nhv；其中n代表光量子的份數，與光遠強度有關，h是普朗克常數，v代表光量子的頻率，與光量子的能量有關。

當然也會減少的，這個對應光量子頻率v的變化，能量減少時v會減少，波長會變長，由於恆星自身運動或者引力的影響就有可能使得光線頻率小，波長邊長，原本可見光，紅移到紅外線波段，從而就“消失”了。

當然手電筒發出的光衰減不需要用到紅移來解釋，但紅移可以用來解釋為啥我們無法看到遙遠的天體。

在黑夜中點燃一根蠟燭，理論上來講，燭光以每秒30萬公里的速度在真空中傳播，假如蠟燭在上海某地點燃，另一個觀測者在北京，兩地直線距離為1050公里，這束燭光大概在0.0035秒左右就能夠被他捕獲。

然而事實上可能嗎？

不可能！我們知道，光其實是一種電磁波，電磁波就是具有一定能量的物質，它在空氣中受到水蒸氣、氧氣、塵埃顆粒的阻擋，必然產生散射、反射、吸收等等現象，從而造成能量的損失，降低了頻率，這就是光的衰減，燭光的速度並沒有變化，但它的能量在傳播途徑中一直被耗散，根本無法到達千里之外的北京。

同理，把手電筒朝著天空方向照射，但它同樣會被水蒸氣、氧氣、塵埃顆粒消耗能量，光能傳播多遠，取決於光的強度，手電筒的光雖然強於燭光，也不能無限遠傳播，就是說，但粒子態的光在飛奔向深空的過程中，能量的損耗會導致它在某一處壽終正寢。