在夜晚,当人们打开一支手电光,并让它放出的光朝向天空时,人们会惊奇地发现,射向天空的手电筒的光就好像消失了一般,光并不能穿过天际。那么,假设人们在真空环境的太空中打开一支手电筒呢?它发出的光会一直飞向宇宙吗?其实原理非常简单。
爱因斯坦在相对论中指出了光速的不变性,也就是说光在真空中传播速度是恒定不变的,它的速度大概在每秒30万千米,这也是我们已知的最快宇宙速度了。
而要回到上文所提到的问题,人们还必须了解光的性质,德布罗意曾指出,光是具有波粒二象性的,也就说,光有时候是粒子,而有时则是光波,光可以在这两种形态中来回切换。
说到底,光也是一种能量,而疏导手电筒的光能不能射向宇宙,人们还必须搞清楚能量的传播方式,也就是做功和热传递。
光的传播常常伴随着热的传播,就比如说我们太阳。在晴朗的天气时,由于没有云层的阻挡,太阳光到达地面的能量就越多,太阳光也越亮,天气也就越热,而在多云的阴天时,由于太阳辐射到达的比较少,因此人们也感觉比较凉快。
因此,光能够传递多远,归根结底还是要看这个物质能够发出多大的能量。而一支手电筒所能产生的能量有多大呢?其实大家都很清楚,而不仅仅是一支手电筒,就算是我们的恒星——太阳,所发出的光也不可能达到宇宙。
太阳和地球的距离是1.5亿千米,而太阳的能量来源是其内部直径不到50千米的核心,它的内核温度在1500万度以上,而且压力极大,相当于地球2500亿个大气压。
在这样高温高压的条件下,太阳每秒钟所放出的辐射能量就超过了28600亿亿兆瓦,如果将能量全部进行转化的话,太阳一秒钟所放出的能量就足够地球使用27万年了,然而,就算是如此巨大的能量体,它所放出的光仍然无法去到宇宙边界。