在晴朗的夜晚，天上布滿繁星，如果我們拿著手電筒或者激光照向天空，我們可以看到一束光柱飛向遠(yuǎn)方。如果關(guān)掉手電筒，光柱隨之立刻看不見(jiàn)。那么，手電筒發(fā)出的光去哪里了？這些光是消失了，還是飛到宇宙中繼續(xù)傳播？

首先，我們能夠看到光柱，是因?yàn)榭諝庵械膲m埃顆粒會(huì)讓光子發(fā)生散射。手電筒關(guān)閉之后，沒(méi)有光子繼續(xù)進(jìn)入我們的眼睛中，所以光柱馬上會(huì)消失掉。手電筒發(fā)出的光除了有一部分被我們看到之外，還有很大一部分光子會(huì)一直以光速前進(jìn)。

然而，即便天氣晴朗，地球上還是有很多看不見(jiàn)的空氣以及塵埃顆粒，那么，手電光會(huì)不會(huì)完全被大氣層吸收掉呢？這些光子能否穿過(guò)大氣層呢？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，可以來(lái)看一下太陽(yáng)光。

太空中的太陽(yáng)光可以穿透地球大氣層到達(dá)地表，為我們帶來(lái)光和熱。在穿過(guò)大氣層時(shí)，部分太陽(yáng)光會(huì)被大氣吸收掉。在太空中，地球所在的位置，太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度為1368瓦/平方米。垂直到達(dá)地表之后，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度減弱為1000瓦/平方米，這意味著大約27%的太陽(yáng)光被大氣吸收掉。

因此，手電筒發(fā)出的光不會(huì)完全消散在大氣中，其中一部分光子可以進(jìn)入太空中。那么，這些光子在宇宙中能夠傳播多遠(yuǎn)？它們可以一直到達(dá)宇宙的盡頭嗎？

光既有粒子的性質(zhì)，又有波的性質(zhì)，它們是電磁波。變化的電場(chǎng)可以激發(fā)出磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又能激發(fā)出電場(chǎng)，如此反復(fù)交替，就形成了電磁波，也就是我們所說(shuō)的光。

電磁場(chǎng)可以存在于真空中，不需要介質(zhì)，所以光能夠在真空中傳播。不僅如此，交互變換的電磁場(chǎng)不會(huì)消耗能量，電磁場(chǎng)建立的速度為光速。因此，光子在太空中始終以光速向前傳播，在此期間不會(huì)消耗能量。光子產(chǎn)生的瞬間，其速度就能達(dá)到光速，它們的運(yùn)動(dòng)無(wú)需一個(gè)動(dòng)力源。

就算光子被物體吸收，它們從某種意義上來(lái)說(shuō)也不會(huì)消失。因?yàn)槲矬w吸收光子之后，物體中的電子將會(huì)躍遷到更高能級(jí)，這種狀態(tài)并不穩(wěn)定，電子又會(huì)躍遷回穩(wěn)定的能級(jí)，同時(shí)輻射出新的光子。

除非光子遇上黑洞，它們將會(huì)完全消失在宇宙中。根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，黑洞是一種極度扭曲的時(shí)空，其質(zhì)量都集中于中心的奇點(diǎn)。如果光子掉進(jìn)黑洞中，即便它能以光速前進(jìn)，也無(wú)法逃出黑洞的扭曲時(shí)空，這也是為什么黑洞本身是完全看不見(jiàn)的。

但在浩瀚無(wú)比的宇宙中，空間是極其空曠的，大部分光子都不會(huì)遇到物體或者黑洞，這意味著它們可以一直在宇宙中傳播，并不會(huì)憑空消失掉。宇宙大爆炸38萬(wàn)年后，產(chǎn)生了最早的光子，它們經(jīng)過(guò)138億年的時(shí)間也沒(méi)有消失，如今還在整個(gè)宇宙中傳播。

也就是說(shuō)，當(dāng)年我們用手電筒朝天照射出去的光子還在宇宙中前進(jìn)。這些光子用一年的時(shí)間就能離開(kāi)太陽(yáng)系，進(jìn)入星際空間中。如果光子朝著垂直于銀道面的方向前進(jìn)，它們用一千多年的時(shí)間就能離開(kāi)銀河系，進(jìn)入浩瀚的星系際空間中。

不過(guò)，手電筒的光子永遠(yuǎn)也無(wú)法到達(dá)宇宙的盡頭。這并不是因?yàn)樗鼈兊哪芰坎粔颍且驗(yàn)橛钪婵臻g正在超光速膨脹，而且膨脹速度還在加快，光子永遠(yuǎn)也無(wú)法到達(dá)遙遠(yuǎn)的宇宙。正因?yàn)槿绱耍b遠(yuǎn)宇宙的光子也永遠(yuǎn)無(wú)法來(lái)到地球上，那里對(duì)于我們而言永遠(yuǎn)不可見(jiàn)。

——部分資料參考來(lái)源：火星科普