開手電筒對著天空照射，1秒便關上，發出的光能飛到宇宙邊緣嗎？

星際學科

前言：

通常我們能在家庭常備工具中找到手電筒這樣的工具，相信很多人對它都很熟悉，然而就是這樣一個東西，在打開後，如果將其瞄准向太空的話，我們就能看到天空中出現一束閃亮的光。

但當我們把手電筒關上的時候，我們就會發現這束光也會隨之而消失。很多人的心中就出現疑問，如果我們將電筒關上，這束光是不在了，還是繼續在太空中傳播呢？

它在傳播的話，那麼這束光是否能夠到達宇宙的邊緣呢？

在詳細解答問題之前，可以先粗略理解一下什麼是光。早在1887年，某個著名的物理學家海因裏希赫茲就研究出光電效應。簡單來說，

光電效應指的是當特定的電磁波照在一些物質上後，那麼這些物質所存在的電子，就會在光的能量的刺激下形成電流。這個效應的出現就立刻吸引到科學家們的注意，開始做起與光電效應有關的實驗。

隨著實驗不斷深入，科學家們的疑問也越來越多，他們發現在光的頻率低於某個固定的數值時，無論這道光有多強大，都不會產生出光電效應。其實在那個時候，科學界一致認為，

光是屬於電磁波的一種，通過電磁理論發現，光所存的能量是由光的強弱來決定的，而且光的能量能夠被積累下來。

只要光的能量夠強大，或者說光能存在的時間比較長，就一定會產生出光電效應，但科學家們經過試驗後，發現事實並不是這樣。科學家們為能解釋出為什麼會出現這樣的現象，他們做過很多有關實驗，但都無法得出正確解釋。

直到愛因斯坦指出，

光是由光子所構成，光子就是光的最小單位計量，光子具有粒子性這個特性，而且它的能量與光的頻率成正比，但和光的強度沒有關系。
在愛因斯坦提出光有粒子性的理論後，很多科學家反對這個結論，甚至著名的物理學家羅伯特密立根為了反駁，花了很多時間來進行光電效應實驗，然而，結果卻令人很驚訝。

羅伯特在經過很多次試驗之後發現，愛因斯坦的結論是對的。在之後，愛因斯坦更是因為這個理論而獲得諾貝爾物理學獎。在理解光之後，我們明白光具有粒子性這個特性是正確的結論，因此我們根據這個理論發現，在打開手電筒之後，將其瞄向外太空，不管經過多長的時間，手電筒產生的光都會向太空中發射出很多的光子。

而從粒子性這個視角來看，光子屬於一種質量並且光子的電荷是為零的，而且是一種不限長以及半衰期的基本粒子，也就是說，

在沒有阻礙的情況下，我們用手電筒散發出來的光照上外太空時，那麼這束光就可以一直向太空中飛行。

可是我們都了解，

大氣層中布滿大量物質，而我們在用手電筒時，這些物質就會將手電筒散發出來的光子吸收掉，而且有可能會出現這些光還沒有逃出大氣層，就已經被物質全部吸收的情況。但總有例外，

可能有少量光子可以跑出大氣層，也就是說，僥幸進入外太空的光，極有可能被宇宙中飛行的其他物質給吸收，那麼這些光就不可能再飛到宇宙的邊緣。

到了這裏，可能就有人產生疑問。如果手電筒發出的那些光子，在躲避所有的物質吸收後，是否能夠繼續飛到宇宙邊緣呢？給出的答案是否定的。因為宇宙隨時都處於一種膨脹的狀態，而且宇宙越深處，那膨脹速度就越來越快。

在這種情況下，天體的速度就會不確定，然而，光子的速度卻是能夠確定的，所以光子就算是能夠完全避開所有物質，但也無法繼續在這個宇宙中飛行下去，更是沒有辦法到達宇宙的邊緣。