手電筒的光(手電筒的光線(xiàn)中有無(wú)數(shù)條射線(xiàn)對(duì)不對(duì))

小時(shí)候，拿著手電筒在夜色中揮舞，應(yīng)該是許多人都曾有過(guò)的舉動(dòng)，那隨著手臂擺動(dòng)的手電筒光柱仿佛是星球大戰(zhàn)中的“光劍”，一揮一刺煞是好看。

長(zhǎng)大后，夜色中揮舞的手臂已經(jīng)在記憶中變得模糊，唯有那耀眼的手電筒光柱仍在心中留有深刻的印象，而這也帶來(lái)了一些讓許多人感到疑惑的問(wèn)題：手電筒發(fā)出的光去了哪里？是燈一滅就瞬間消失了，還是像一列飛馳的火車(chē)駛?cè)肓擞钪嫔钐幠兀咳绻側(cè)肓擞钪嫔钐帲撬鼈兡艿竭_(dá)宇宙盡頭嗎？

可能很多人不知道，眼睛之所以能夠看到手電筒亮，要么是因?yàn)闊襞莅l(fā)出的光子進(jìn)入了人的眼睛，要么就是燈泡發(fā)出的光子被大氣中的塵埃散射，形成了肉眼可見(jiàn)的“光柱”（灰塵越多的環(huán)境下光柱越明顯）。

而當(dāng)手電筒關(guān)閉，燈泡不在發(fā)出光子，人眼也就自然看不到光亮。但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，從手電筒關(guān)閉到人眼看不到光亮這一過(guò)程的時(shí)間并不是0，而是“手電的燈泡—塵埃—眼睛”總的光程除以光速。

由于光速極快，通常消失的時(shí)間小于100納秒，如此短暫的時(shí)間肉眼根本無(wú)法察覺(jué)，所以才會(huì)給人一種光瞬間就消失了的錯(cuò)覺(jué)。

既然手電筒關(guān)閉后，光并不是瞬間就消失了，那么那些指向宇宙的光，會(huì)如同一列火車(chē)朝宇宙深處前進(jìn)嗎？答案是：會(huì)，也不會(huì)。

在理想狀態(tài)也就是絕對(duì)真空中，因?yàn)闆](méi)有任何物質(zhì)阻擋光的傳播，光能夠一直飛行下去。當(dāng)然了，如果時(shí)空是彎曲的，那么光也是能夠在其中走彎路的。

而一直飛就需要考慮一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題——光束會(huì)發(fā)散。哪怕發(fā)散的角度極小，在漫長(zhǎng)的距離下，飛行的光也會(huì)變成一個(gè)極為巨大的光斑。

當(dāng)距離足夠遠(yuǎn)之后，光斑會(huì)越來(lái)越大直至暗淡到相當(dāng)于消失。值得一提的是，“消失”的含義并不是完全不存在，而是在于隨機(jī)取某個(gè)瞬間，這個(gè)巨大光斑上的輻射功率密度已經(jīng)無(wú)法保證有一定的光子通過(guò)。

就像一個(gè)商場(chǎng)，當(dāng)任選一天對(duì)其人流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，人流量已經(jīng)無(wú)法達(dá)到最低維持限度，我們就能夠說(shuō)這個(gè)商場(chǎng)已經(jīng)沒(méi)人了。

可能有人會(huì)問(wèn)，光線(xiàn)的發(fā)散角能夠?yàn)椤?”嗎？也就是說(shuō)一點(diǎn)也不發(fā)散，絕對(duì)筆直的向前飛。答案是：不可能。

不要說(shuō)手電筒這種單靠一面拋物面鏡匯聚的雜亂光束，就是目前方向性極佳的激光，都無(wú)法保持永遠(yuǎn)的匯聚，而這主要是因?yàn)楦咚构馐嬖诠簿劢归L(zhǎng)度極限，一旦超出這個(gè)極限，原本約束的光線(xiàn)會(huì)退化成一個(gè)圓錐，重新出現(xiàn)發(fā)散角。

以上是理想狀態(tài)下的情況，即宇宙是絕對(duì)真空的。而現(xiàn)實(shí)世界中宇宙充斥著各種各樣的物質(zhì)，在其中飛行的光必然會(huì)與這些物質(zhì)發(fā)生作用。

我們都知道，光遇到反光的物質(zhì)會(huì)被反射，遇到透明的物體會(huì)直接穿透過(guò)去，而在這個(gè)過(guò)程中光始終會(huì)有能量被吸收。

經(jīng)過(guò)反復(fù)的透射或反射，光和物質(zhì)會(huì)發(fā)生作用（輻射轉(zhuǎn)移），光線(xiàn)就會(huì)變得黯淡直至“消失”（波長(zhǎng)更長(zhǎng)的不可見(jiàn)光）。

所以說(shuō)，只要光源足夠的亮、發(fā)散角度足夠的小，這束光就能夠在宇宙中飛行很長(zhǎng)一段距離，就算突然將光源熄滅，之前發(fā)出去的光也并不會(huì)直接消失。

當(dāng)年阿波羅計(jì)劃中就是在月球表面放置了鏡子，然后通過(guò)激光反射來(lái)測(cè)量地球和月球之間的精確距離。在測(cè)試中，一束脈沖激光打出去過(guò)了2.5秒左右才收到了回應(yīng)。

可以想象一下，如果將束激光直接射入茫茫宇宙，那么它肯定能夠在宇宙中前進(jìn)很遠(yuǎn)的距離，直到黯淡的再也沒(méi)有辦法觀察。

需要注意的是，即便一束光在宇宙中不和任何物質(zhì)發(fā)生作用，也不會(huì)受到任何的阻礙和遮擋，它仍然也沒(méi)有辦法到達(dá)宇宙盡頭。

為什么呢？因?yàn)楣獾膫鞑ニ俣仁怯猩舷薜模钪娌粌H極為浩瀚，其膨脹的速度也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了光速。

與常規(guī)理解中的“膨脹”不同，宇宙膨脹其實(shí)并沒(méi)有所謂的“中心點(diǎn)”或“起始點(diǎn)”，因?yàn)榭臻g每一處都在膨脹。

從觀察者的角度來(lái)看，自身不動(dòng)，因?yàn)榭臻g在不斷膨脹，周?chē)奈矬w都在快速的遠(yuǎn)離自己，并且遠(yuǎn)離的速度越來(lái)越快。整個(gè)過(guò)程就像膨脹的氣球，每個(gè)點(diǎn)都在相互遠(yuǎn)離。

根據(jù)最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)，每當(dāng)天體距離地球326萬(wàn)光年，其退行速度就要增加67.8公里每秒。按照這個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算，在地球143億光年之外，那里的空間膨脹速度已經(jīng)超越了光速。而這也就意味著，如果那里還有天體存在的話(huà)，它們發(fā)出的光線(xiàn)永遠(yuǎn)也到不了地球。