情微说|一光年的距离,光真的要走一年时间吗?光:只是一瞬间( 二 )


四是光的能量是量子化的 , 光的量子被人们叫做光量子 , 简称光子 , 爱因斯坦通过光电效应的实验 , 证明了光具有粒子的属性 , 因此提出了光量子说 , 并且与波动说结合到了一起 , 人们也因此对光的认知更加清晰了 。
光年又是什么概念?
虽然说是“年” , 看起来像一个时间的单位 , 但其实光年是长度单位 , 就是光在宇宙真空环境下 , 沿直线经过一年时间的距离 , 叫做光年 。 一光年的距离就等于9460730472580800米 。 光年一般用来计算在宇宙中天体之间的距离 , 比如太阳与另外一个恒星之间的距离是多少 。
美国最快的飞机可以达到11260千米/小时的时速 , 而按照这个速度 , 需要花大约95848年的时间才能走过一光年的距离 。 而目前来说人造的最快速度物体还是上个世纪的70年代 , 美国和德国联合制造发射的Helio-2卫星 , 最高速度为每小时252792千米 , 这也需要花费4000年左右的时间才能走过一光年 , 时间之久 , 足以人类再一次进化了 。
事实上 , 在1676年以前 , 人类都认为光的传播不需要时间 。 1676年丹麦的一位科学家罗默率先提出了设想:光的传播需要时间 。 然而直到18世纪 , 科学界才普遍接受了这一观点 , 并且得出了大概的光速 , 1838年 , 德国天文学家使用了“光年”作为天文学测量单位 。 而现在 , 人类能够观测到的宇宙范围 , 已经超过100亿光年了 。
除了代表距离单位 , 光年其实还代表我们看到这颗遥远的恒星或者星系多少年前的样子 。 因为人类是通过可见光来感受到物体的 , 人的眼睛只能被动接受光源或者光的反射 , 而光的传播速度虽然非常快 , 但是它的传播也是需要时间的 , 而我们看到的东西 , 其实都是光经过了一定的时间以后 , 才传递到我们眼里的 。
也就是说 , 我们看到的一光年外的星球 , 其实是它1年前时候的模样 。 通过望远镜等一些设备 , 人类能够看到最远的星系大概在130多亿年 , 这也就意味着 , 我们现在所看到的星系 , 其实是它130亿多年的样子 , 如果我们想要看到它现在的模样 , 就要等到130亿多年以后了 。
人类角度
光走一年的距离 , 真的要花一年的时间吗?
事实上 , 人类测算的光年是光呈直线传播的速度 , 并且处在无引力场和磁场的干扰的完美环境 , 但是庞大的宇宙中并不是完全真空的 , 宇宙中存在着星体、星云、陨石、宇宙尘埃等物质 。 而光在不同的介质下传播的速度不同 , 理论上在真空中传播速度是最快但宇宙中的各种各样的物质会成为光前进路上的“绊脚石” 。
从量子场论观点来看的话 , 光射入介质当中 , 光子要与原子发生相互作用 , 而这个作用是需要一定的时间的 , 原子会吸收光子 , 被激发后再去释放光子 , 这个过程会导致时间延长 , 也就是说 , 距离一光年 , 实际上光需要走的时间要大于一年 。
而宇宙中有着许多的大质量天体 , 而直线的光在经过这些天体时 , 难免会产生偏折 , 理论上来讲光是没有质量的 , 不会受到引力场的影响 , 但是实际上 , 光是会受到引力的作用发生偏折的 , 大质量的天体会把光线的直线扭曲 , 并且暗物质和黑洞同样也会对光的传播造成影响 , 加剧了其传播的复杂性 , 比如黑洞的引力场过大 , 光的路径会被严重扭曲 , 导致无法脱离 , 黑洞周围自然就没有光了 。
宇宙角度
其实从宇宙的角度来说 , 光子本身是没有时间的概念的 , 处在光速运动下的光子只需要瞬间 , 就能去到任何地方 , 它的时间已经被拉到无限长了 。 对光子而言 , 它的时间体系和最开始出发的时候是一模一样的 , 是没有任何一个时间可以计算的 , 哪怕是一个普朗克时间 。

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