我跟你说啊,很多人夜晚仰望星空,都会冒出一个有意思的脑洞:对着夜空打开手电筒,马上关掉,那一束射出去的光,能不能一路冲到宇宙的尽头。要我说啊,看似普通的一束光,背后藏着关于宇宙膨胀的硬核知识。可不是嘛,小小的手电筒,就能帮我们读懂浩瀚宇宙的运行规则。
您还别不信,按照光量子假说,光由一个个携带能量的光子构成。能量不会凭空消失,手电筒虽然关闭,但已经发射出去的光子不会凭空湮灭,依旧会向着宇宙深处前行,只不过它的旅途充满重重阻碍。说句实在话,大部分光子连地球大气层都闯不出去,就会被空气分子、悬浮颗粒直接吸收消耗。
我跟您讲,就算极少数光子足够幸运,挣脱大气层的束缚冲进星际空间,危险依旧无处不在。宇宙并非绝对真空,四处散布星际尘埃、气体云,还有不计其数的各类天体,光线随时可能被它们捕获吸收。倘若不巧靠近黑洞,即便是光,也逃不开强大引力,直接被黑洞吞噬。
您瞧,我们再做一个极端设想,这束光子一路顺风顺水,避开所有阻碍,它依旧抵达不了宇宙的边界。核心原因就是宇宙正在持续膨胀,部分区域空间拉伸的速度,甚至超越了光速。
1929年天文学家哈勃借助望远镜观测星空,得到了一个惊人发现:绝大多数星系都在远离地球,星系离我们越遥远,后退的速度就越快。不少朋友会产生疑问,相对论不是明确提出,有质量的物体无法突破光速吗?
这里有一个关键误区,并不是星系在空间里面超光速移动,而是空间本身在膨胀拉伸。相对论约束的是物质在空间内的运动速度,空间自身的扩张不受这条规则限制。远方空间拉大的速率,已经跑赢光的行进速度。
就像你在不断被拉长的道路上奋力奔跑,道路扩张的速度超过你的前进速度,再怎么努力,也抵达不了终点。这束光奋力向前,可前方空间还在不停拉大距离。
哪怕人类坐上光速飞船奔赴远方,面对不断膨胀的宇宙,也只能永无止境的飞行,始终触碰不到宇宙真正的边缘。宇宙膨胀如同一道无形屏障,禁锢着世间万物,宇宙之外究竟是什么景象,或许人类永远都得不到答案。
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