不是所有的光可以在宇宙中跑上百億年。主要決定發光體能量的大小。

生活中的光，如手電筒發出的光，很顯然距離很短，你是可以分辨的。

宇宙中的天體，如超新星誕生，能量是巨大的，發出的光粒子，有足夠的動力維持他運動很長很長時間。

個人認為光速是變化的，既然需要消耗能量去運動，自然速度會變化。只是站在人類短暫的生命裡可以認為光速是不變的。

小村姑灰過來：我們要想將自來水輸送得更遠，就必須加大水泵的壓力，光也是如此！

首先，光是一種波，既然是波，就會被反射、折射、干涉、衍射，進而衰減或者被其他物質阻擋或者吸收。

其次，光的傳播和光源的激發能量有關係，比如，我們想湖面扔一個石子，只能夠激起漣漪，範圍可能只有半米，如果我們投入一個鉛球10kg，這個漣漪就會傳播的很遠，可能是二十米，哪怕湖面有水草、樹枝等等障礙物，它也能夠繞過去，如果投入的是1000公斤TNT炸藥，爆炸機器的 波浪，可以傳播幾公里遠，如果在海邊中爆炸一枚200萬噸當量的原子彈，激起的波浪可以是幾十米高，傳播幾百公里。

宇宙中的光也是如此，手電筒的光能量太小，衝不出大氣層，就被耗散殆盡，鐳射的能量稍高，也只能夠照射到月球那麼遠罷了，而恆星的光，是手電筒的幾萬億億倍，這個距離傳播的就遠多了，那麼多的光能量，在廣袤的宇宙中跋涉幾百億年，穿過大氣層，衰減到可以讓人類眼捕捉到而不損壞我們的眼睛。

而我們直視晴朗天空正午的太陽，估計用不了20秒，脆弱的視網膜就會被燒灼，造成永久失明，就因為太陽距離我們太近了，大量光能量衝擊了我們的光感細胞，造成破壞。

其實，我們的眼睛能夠看到的只是光譜中的狹窄一段，叫做可見光，大量的紅外光、紫外光、X射線甚至伽馬射線，才是更致命的。

最後，極其遙遠的距離（光年計）是一種雙面性質的物理量，既保護了我們不受強光的危害，也妨礙了我們星際航行。

光在宇宙中是一個奇特的存在，它儘管沒有靜止質量，但卻可以攜帶能量。

光在"長途跋涉″中有能量的損失，但速度不會變。因為在同一種介質中光速永遠不變，其能量衰減只體現在頻率和振幅的衰減。

光的速度是由宇宙常數決定的，它的數值恆定，這是我們宇宙的基本定律。在宇宙誕生的那一刻就已經確定了。

由於光本身不存在衰變，所以光子在沒有遇到阻礙物吸收它的情況下，它是永恆存在的，不要說宇宙誕生至今的137億年，就算是千億年它也會以光速在宇宙空間中飛馳，一直運動到宇宙的終極末日。

只不過宇宙中的光會以不同的能量攜帶狀態而存在。我們生活中的光可以是夜晚冰冷的寒光，也可以是白天溫暖的太Sunny，當然還有人造的高能鐳射。而宇宙中最暴力的光則是伽馬射線，單個伽馬光子攜帶的能量是普通光子能量的百萬倍。伽馬射線暴可以瞬間摧毀整個太陽系。

光有不同的波長和振動頻率，一般來講，波長越短，振動頻率越高，能量就越大。宇宙誕生初期的光由於時間久遠，能量損失嚴重，到現在已演變成波長很長的不可見光"微波"，所以科學家都是透過宇宙微波背景輻射來確定各種天文資料。

在光子的世界裡是不存在時間和空間的，譬如比鄰星的光到達地球，以地球或地球上的人作為參考系是經歷了4.2年，而對光子本身來講則是瞬間到達，不存在時間和空間這個體系。聽起來有些匪夷所思，但用愛因斯坦相對論的公式，就可以算出當物體速度無限趨向光速，時間則無限趨向零。

所以時間和空間只相對於速度緩慢的物體或人類而存在，對光子本身而言則是瞬間就能跑完百億光年。

因為光的速度已經達到了我們宇宙時空的極限速度——光速，對於一個光子來說，根據狹義相對論，它的時間是停止的，百億年對它來說不過就是瞬間的事。因此光子不會因為時間久了就衰減或者消散不見。

但光速指的並不一定是光的速度，光速是我們時空的一種內在屬性，也就是說，一段距離對應的最短運動時間，就是用光速來丈量的。一光年的距離相當於一年的時間。時間和距離的一體性就表現在光速常量上面。

但光要能夠在宇宙當中跑上百億年，那也是有前提的，也就是說光不能被遮擋或者被什麼物質所吸收。所以只要沒有遮擋，就能夠在宇宙當中無休止的傳播下去。何止百億年呢。

光為我們劃定了時間與空間的邊界，而光作為一種能量形式，它沿著時間和空間的邊界傳播，就像是水流沿著河床流動一樣。並不是光不能夠跑得更快，而是我們宇宙的形狀限制了光傳播的軌跡。這個問題在充分理解了閔可夫斯基時空光錐的基礎上，可以很好的理解。

上圖：根據閔可夫斯基時空光錐，我們的宇宙實際上分為可以到達的部分和不可以到達的部分。而光就是這兩個部分的分界線。舉一個不可到達的部分的栗子：一秒後三十一萬公里的地方就是我們沒法到達的（因為得超光速才行）。

總結：光的本質在於它是一種隨著時空的形狀流逝的能量，因此只要能夠透過運動到達，光就能去。

在上中學學物理的時候，感到比較奇怪的一個定理是物體的慣性定律，即運動的物體在沒有外力的情況下，可以始終保持其運動的狀態。這與我們日常生活中的經驗，是相違背的。其原因在於，空氣或地面對日常的宏觀物體，有著較為明顯的阻力。

因此，我們對於光之所以能夠傳播上百億年時間的疑問，可以反問，即在宇宙中有哪些物體會對光子的運動產生阻礙。

根據有機的量子宇宙觀，離散的基態量子構成空間，受到激發的量子成為光子屬於能量的範疇，由高能量子組成的封閉體系就是各種基本粒子即物質。

於是，作為激發量子，光子在量子空間傳播，其運動會受到另外兩種量子狀態的影響，即受到基態量子和由高能量子組成的封閉體系的影響。

基態量子對光子的影響，主要表現在透過兩者的彈性碰撞，會有部分光子的能量轉移給了量子空間，表現為光的耗散紅移。只是，由於量子的半徑約為10-21釐米，非常小，以至於光子與量子的碰撞機率很低。而且，光子的能量遠高於基態量子的能量，因而每一次碰撞產生的能量轉移也是非常小的。

至於作為封閉體系的物質對光子能量的吸收，主要是太空中基本粒子的所為。然而，在宇宙中，基本粒子的密度實在是太小了，每立方厘米連一個質子都攤不上。因此，物質對光子的阻礙是可以忽略不計的。

此外，我們之所以能夠觀察到遙遠的星光，還有一個極為重要的因素，就是遠方星系發出的光芒是非常強烈的，而實際到達我們視野中的光線卻是既微弱又低能，說明已經有大量的光子，或擴散到更為廣闊的空間，或為基本粒子所吸收，或已有很多的能量被耗散到了量子空間。

總之，光之所以能夠傳播至很遠的地方，是由多種原因造成的。與光自身的強度及其能量的大小，與空間的量子密度及其能量的大小，與基本粒子的密度等，都有著很大的關係。

實際上，光的傳播，並不是一成不變的。我們所看到的星光，只是原有星光中極小的一部分，而且該星光的能量也已下降了許多。

理論上講，宇宙中只要沒有物質吸收光，光就可以一直在宇宙中飛行，不會停止。而宇宙中恰恰幾乎是真空狀態，沒有任何物質阻擋光的飛行，所以光可以一直飛行很遠，我們每天晚上看到的星星距離我們相當遠，有些達到上千光年！

我們如今觀察到的宇宙微波背景輻射，就是宇宙大爆炸時發出的光的殘留，一直在宇宙中傳播到今天，飛行了138億年仍然存在！

為什麼會變成微波呢？因為宇宙一直在加速膨脹，光的波長會被拉長，最終成為波長更長的微波！

同時，光速是我們宇宙時空結構的一個固有內在屬性，物理學上它並不是指光的速度，只是光的速度正好等於光速，引力的速度也等於光速，這不是偶然，而是必然！

還有一點，即使有物質吸收了光的能量，也並不代表著光會消失，物質會吸收反射折射光線，而被吸收的光線會讓原子內部的電子從基態躍遷至激發態，而由於激發態的電子並不穩定，所以會隨時再次躍遷至基態同時釋放出光子，繼續在太空中傳播！

這其實很符合牛頓第一定律不是麼？

我們都知道光速是物質、資訊、能量的上限速度，是一個無法越過的坎。不過，這不代表光的速度就是光速，實際上光只有在真空中傳播的速度才能達到光速。

但光子向著一個方向傳播時，一般來說會有兩種宿命，一種就是直接吸收了。如果我們開啟手電筒，然後立馬關上，光就消失了，這是因為光被吸收了。

當然，還有一種宿命，就是一直傳播，根本停不下來。其實，我們也學過牛頓三定律，其中第一定律告訴我們：

光其實也是這樣，如果沒有遮擋或被吸收，它是會沿著測地線（空間中兩點之間的最短距離）在運動的。那到底是不是這樣，其實我們可以透過觀測大質量天體周圍的光的運動情況。因為大質量天體會扭曲周圍的時空，光因為要沿著測地線運動，所以就會發生偏折。

實際上，也確實存在這在宇宙中跑了上百億年的光，這就是宇宙大爆炸之後38萬年，

光從濃稠的粒子粥跑了出來，一直就在宇宙中傳播，這也被稱為宇宙微波背景輻射。

我們以前看電視時，常常會出現雪破圖，就有一部分是因為宇宙微波背景輻射。

在宇宙誕生後的第一批基本粒子產生，光子就出現了，但是在宇宙大爆炸的早期，這些光子跑出不遠就會被另外一些自由的基本粒子如自由電子所吸收，因此那時的光都無法存留太長時間。

直到宇宙誕生後約38萬年後，宇宙隨著膨脹溫度下降到約3000K左右，自由電子開始被原子核俘獲成為中性原子，宇宙一下子變得透明起來，此時被輻射出的光子將在空曠的宇宙空間中自由傳播，這就是我們今天所探測到的宇宙微波背景輻射。

【宇宙微波背景輻射全景圖】

這些光子從138億年前宇宙大爆炸後38萬年傳播至今，已經跑了138億年了，但它們依然在傳播，這些為什麼呢？很簡單的一個原因就是他們沒有遇上能吸收它們的物質，一旦它們碰上宇宙空間裡能吸收其對應波長的物質，這些光子就會吸收而停止傳播，又或者轉變為更低能量（頻率）的光子。比如產生上圖中的那些光子就是被人類的射電望遠鏡捕獲的，它們的歷時138億年的旅程就隨著被捕獲而終結了……

【繪製宇宙微波背景輻射全景圖的普朗克衛星】

這些被捕獲的光子經歷宇宙138億年的膨脹，波長已經從約1微米波長的可見光附近被拉長到數釐米波長的不可見的微波波段，波長增加了4個數量級以上！

【宇宙膨脹導致波長變大】

想當年背景輻射可是肉眼可見的，但它們雖然因空間膨脹而導致能量下降頻率變低波長變長，但是它們卻從未停止腳步，它們以不變的光速在宇宙裡跋涉了138億年，直到有一天被宇宙裡的可見物質吸收為止，如果沒被吸收，它們將繼續傳播直到宇宙的終結……

【宇宙的現在和未來】

也許有一天隨著宇宙的膨脹，宇宙中傳播的光子波長拉大到無法被任何物質吸收，這樣沒有任何裝置能夠發現它們，結局就會如上圖中右邊一般漆黑……想想都覺得絕望……

光擁有兩種形態，也就是我們所說的波粒兩象性！光速是宇宙中已知最快的速度，物理學的極限，甚至是宇宙學的極限。當任何物質含有質量的時候，它就無法達到光速。而光不同，它的靜態質量為0，它的動態質量為無限大，並且動態質量的光是波，它蘊含著質能和動能，這也解釋了，為啥太Sunny到地球，我們獲取到了光和熱。

但是光並不是一成不變的，宇宙是一個非常神奇的世界，任何東西都會受到約束，而光也不例外。它會受到質量和重力的因素，當光經過質量越大的物體時，所在的時空會被扭曲，那你肯定會說光在傳播的過程，已經扭曲時空了。但是和黑洞相比，光還是太弱了！黑洞這樣的超大總質量天體，當光經過一些星系團和中子星時，會發生引力透鏡折射和反射的這種奇特的現象，當光到達宇宙絕對低溫的時候，它甚至會被靜止。

目前，人類觀測到最遠的天體是131億光年外的類星體，可觀測宇宙的直徑約為920億光年，取半徑為460億光年，而我們的觀測只看到了宇宙三分之一的範圍，其餘範圍都無法觀測到，是因為我們的技術不夠先進，還是因為光本身就無法傳播到131億光年之外呢？這個問題沒人能解答，或許當韋伯望遠鏡發射的那天，這個秘密就揭曉了！、

我們手電筒發出的光也沒有距離限制，只不過手電筒亮度太小，而且光是發散的，所以到一定距離你就看不到了，但不代表沒有。反之太陽亮度大，體積大，所以太Sunny是很明顯的。任何光在沒有阻礙的時候都會一直走下去。

在20世紀初，奧地利物理學家勝者hess發現從外層空間的微粒持續不斷地炮擊地球大氣，生產到達表面次要微粒的陣雨。 在其中一個科學了不起的錯誤的名稱中，這些微粒叫作“宇宙光”。 但是實際上，他們與光線無關。 反而，他們是幾乎加速了對光速被精力充沛的天體物理學的過程來源依然是奧秘的亞原子粒子。

光不會衰減，但是會被反射、折射、吸收等等。

這是因為光其實是一種肉眼可見的電磁波，主要由一種稱為光子的粒子組成，具有粒子性和波動性。目前光的速度是已知的最快的速度。當光遇到光滑的物體就會產生反射，當然還有折射。有的物體能吸收一部分光，反射一部分光，它反射出的光的顏色就是我們觀察到的顏色。

光子只是傳播粒子沒有質量。沒有了重力加速度的問題。速度是恆定不變的。

這取決於當初光產生時的能量。就如同我們們用手拍擊大鐘和用錘敲擊大鐘所發出的聲音以及傳播的距離會有不同是一個道理。

我想知道不管光走了多少年，如果光源沒有了，光的源頭是不是也會隨著光源的消失同時消失？有沒有能回答這個問題的？

1. 光能在茫茫宇宙真空中傳播，說明真空不空，沒有載體如何運動?光，電磁波，電流，都需要載體才能傳播，或者根本就是這個我們未知的載體它本身的運動，就象一排彈珠，我們擊打第一個彈珠時，最後一個彈珠就動了，光波和電流也是如此，當光或電開始傳播後，只要空間在那裡，就會永遠傳播下去。

2. 所謂暗物質，暗能量，背景輻射等，都是光子。

3. 現在的理論對光的描述，認為光既是粒子又是波，而波是媒質中的一種擾動，把光當成波又是否恰當呢。

沒有虛空能量的波動，就沒有光的遠距離長時間傳遞。光的原始形態只是揮發性能量的膨脹形式。

宇宙初始誕生時，第一顆星球的能量揮發就是透過緩慢的膨脹而形成虛空、發展個體勢力範圍的。光能夠得以快速傳播就是依賴於虛空能量的波動而實現的。如果沒有虛空能量的存在，那麼光能只有以緩慢的虛空膨脹而傳播。

目前的宇宙中光能夠傳遞數百億年，完全是依賴於宇宙早期星球開闢虛空、個體之間融合虛空的結果。

東方花雪

答：其中一個原因是，光子的壽命幾乎是無限的；不與其他物質發生作用的話，光子幾乎不會衰變。

其實，光子是可以轉變為其他物質的，比如高能光子就能轉變為正負電子對，但需要特殊的條件。在光子的參考系中，時間是靜止的，所以時間對光子內部來說沒有意義，唯有外界參考系的時間有意義。

之所以光在宇宙間，可以傳播幾百億年，總結為以下三個原因：

1、光子壽命幾乎是無限的。

2、宇宙中物質密度相當低，光隨機在空間中傳播，會有大量光子不會被其他物質吸收。

3、一個星體發出的光子數，是非常非常多的，多到足以到達數百億年外的每個角落。

第一個很好解釋，光子壽命足夠長，保證了光子自身不會衰變。

第二個保證了光子在傳播過程中，不會被吸收，但這是相對的，在星系中，存在大量的塵埃，其實有很多光線到達不了地球，比如我們銀河系中心，就被大量塵埃遮擋。

在地球上，大氣層對光的吸收相當嚴重，所以太空望遠鏡優勢更大。

第三個保證了傳播足夠遠後，還有足夠的光子數被我們探測到，要知道，光子是非常小的，一支普通蠟燭，在一秒內釋放的光子就高達20億億個。

對於巨大的星體，光子數更是天文數字，就算傳播到遙遠的幾百億光年，這些光子也還有一定的密度，只要我們的望遠鏡夠大，且足夠靈敏，遙遠天體發出的光線，就能被我們觀測到。

因為宇宙本身其實很空曠的，空曠的超乎人類的想象。

地球上的我們習慣了比較緻密的物體，而且喜歡研究更緻密的物體，比如問：白矮星密度到底有多大？要是一勺中子星物質放到地球上會如何？黑洞裡面是什麼？這樣的問題。

但是其實呢，我們人類覺得很稀薄的東西，比如空氣，對於宇宙來說都是很稠密的。在海平面附近，1立方厘米的空氣裡面含有10的十九次方（1後面跟著19個零）個分子，而在太陽系的茫茫太空中，物質稀薄到每立方厘米只有幾個到幾十個粒子。

在太陽系以外，恆星和恆星的之間的區域也非常巨大而空曠，每立方厘米從10的-4次方的熱離子到10的6次方個冷分子，相比之下，地球上面的真空實驗室一般是每立方厘米10的10次方個分子。

題目裡面提到了能量守恆，正是因為能量守恆，所以光子如果不和其他物質發生作用，那麼就會一直旅行下去。既然宇宙如此空曠，那麼光子一路暢通無阻才是比較正常的。

雖然光發射出去在宇宙真空中會傳播幾佰億光年，但是光的宇宙傳播過程中碰到介質(恆星，行星，彗星，隕石等)反射出去會衰減，或者宇宙中暗物質也會讓光傳播距離衰減，雖然不像.光在空氣中傳播那麼明顯。所以光在宇宙傳播中在一定距離範圍會衰減為零。例如當年愛因斯坦關於超光速情況下時間會停止的理論，受當時科技理論發展局限性，沒有超光速儀器裝置去驗證超光速情況下:關於時間和速度的關係。量子對撞機驗證:速度達到半光速時間會變逐漸變慢，接近光速時間會接近停止，但是速度超過光速時，時間又變為和地球時間一樣，時間不變現象。

因為光是電磁波是交替變化的電磁場。電磁場有一個特點在真空中不會被吸收。只要是真空，光可以無限地傳播下去。宇宙中有質量的物體所佔空間比例是非常少的。雖然如此空間中遙遠距離仍然有許多塵埃氣體等物質。但由於發光天體放出電磁波能量巨大，氣體是透明的，吸收很少，只起散射折射作用。一些吸光物質，是不斷運動的，今天阻擋了光線，明天位置改變了，光又通行了，在遙遠的觀察過程中，發現的是平均亮度減弱。還有一些物質，吸收光後，提高自身溫度，改變了性質，降低了吸收光線能力。所以光可以在宇宙中跑上百億年:。

宇宙很大，又是一個整體，而光傳遞速度很快（或者說最快），傳遞距離很遠（上億光年），又是能量的載體，因此，光可能在整個宇宙範圍內起傳遞、平衡能量的作用。

光能夠傳播幾百億年說明天體遠不止幾百億光年大，被觀測到的變化星系體工作了幾百億年，同時證明幾百億光年的天體任然是一個整體運動體，137億年前發生的創生型態體，只能是整體中的一部分割槽域區間變化，幾百億光年遠能被觀測，說明光度變化比較量可用於測距及其測光變強度，從光傳規律也證明了能量運動不守恆，無論傳多遠多久都還有能量向遠處執行，守恆這個人類概念是有限概念，對天體的無限大無限久運無限變化確定不了運動是守恆，無限的運動態變化也只能永遠不守恆。關於物質與能量守恆的人類定律，都是建立在人類使用的假設數學模式上，建立了以0或1的不變參照系統，事實上一切都在改變，一切都在運動，因為動才有動態，有動態才有動態物，任何物都只能是區域區間動態型體，並非不變體，所以人類許多常數都是錯誤概念，如最低k度，普郎克尺度，如果宇宙中存在任何一小點不變之物，在無限的過程中都會演化為整體不變不動。結論:宇宙無定物，運動不守恆。光在宇宙中並非靜態體，而是動態過程態，所以不存在光子或量子，動態過程是空間區域壓強變化，一切物態是存在的動態過程，不守恆不靜止創造了存在的根，所以宇宙的本質是存在及其過程，並非是多大的天體或叫做幾百億光年體，區域區間的不守恆剩餘運動態創造了無限存在的根。光一經構成動態不是傳幾百億年或幾百億光年遠，而是無限傳導的動態，—定的動態量變，一是動態量無限分散至零，但就是不為零，二是分散面無限擴大承載了空間的無限性，例如電子煙滅，電子型態消失於人類視界可以為零，但消失於空間會無限不為零。