太陽發出的光, 到底能傳播多遠? 能不能到達宇宙的盡頭?

太陽發出的光只有極少數能夠被太陽系中的各種天體接收（比如說地球從太陽接收到的能量僅僅只有太陽總輻射量的大約22億分之1），而更多的太陽光則是飛向了宇宙深空。

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那麼問題就來了，這些光可以在宇宙中無限傳播嗎？如果可以的話，它們能不能到達宇宙的盡頭呢？下面我們就來討論一下。

太陽發出的光，到底能傳播多遠？

光同時具有“波”和“粒子”的雙重性質（波粒二象性），從“波”的角度來看，光其實就是一種電磁波，根據麥克斯韋電磁場方程組，電磁波其實就是磁場和電場在空間中的交替變化（即變化的磁場會在空間中產生電場，而變化的電場又會在空間中產生磁場），其傳播不需要額外的能量，也不需要介質，因此可以說，電磁波在空間中是可以無限傳播的。

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從“粒子”的角度來看，“光子”是光的最小單位，一束光其實就可以看成是一大堆的“光子”，由於“光子”是一種半衰期無限長的基本粒子，因此它們就可以在空間中無限傳播。

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據此我們可以得出，在沒有遇到其它物質阻礙的情況下，太陽發出的光是可以在宇宙中無限傳播的，但問題是，太陽光在傳播過程中，到底有多大的機率會遇到阻礙呢？

在過去的日子裡，

科學家

已經根據觀測到和資料計算出，宇宙物質的平均密度大概就是每立方米6個質子，這是什麼概念呢？

質子的直徑大約為1。6 x 10^（-15）米，放大10萬億倍後，其直徑約為1。6釐米，就與常見的玻璃彈珠差不多大了，我們簡單換算一下就可以得出，假設我們將質子放大到常見的玻璃彈珠那麼大，那麼同比例增大後的宇宙物質平均密度就是，每100萬億億億立方公里（10^30立方公里）的空間，存在著6個直徑為1。6釐米的玻璃彈珠。

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可以想象的是，太陽發出的光在物質密度如此稀疏的宇宙空間中傳播，就算不能無限傳播下去，也差不了多少了。

所以我們可以認為，太陽發出的光，除了極少數被吸收了之外，其它的絕大多數都可以在宇宙中傳播很長很長的時間，由於太陽誕生於大約46億年前，因此太陽最早發出的光已經傳播到46億光年之外，而隨著時間的流逝，它們將在未來傳播到更遠的地方去。

既然如此，那太陽發出的光，能不能到達宇宙的盡頭呢？

很遺憾，答案是否定的，原因就是科學家早已觀測到，我們所處的宇宙一直在膨脹。

想象一下，假設在一個不斷膨脹的氣球表面有兩個點，那麼這兩個點之間的距離就會因為氣球的膨脹而不斷地增加，從而造成這兩個點相互遠離，而隨著距離的不斷增加，這兩個點相互遠離的速度就會越來越快。

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宇宙的膨脹也與之類似，觀測資料顯示，宇宙中兩個點的距離每增加1百萬秒差距離（約為326萬光年），它們因為宇宙膨脹而互相遠離的速度就會增加大約68公里/秒，根據這個資料我們就可以計算出，當宇宙中兩個點之間的距離為大約144億光年的時候，它們互相遠離的速度就達到了光速。

這就意味著，假如現在就有一顆恆星剛好位於距離太陽144億光年的位置上，那麼它向太陽發出的光將在以光速向太陽前進的同時，又因為宇宙的膨脹而以光速遠離太陽，兩種速度相互抵消之後就為零（相對於太陽），在這種情況下，這顆恆星發出的光就永遠無法到達太陽。

反過來講，太陽發出的光也會因為同樣的原因而永遠無法到達這顆恆星。

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上圖示示的這個暗淡的星系是“已知最遠星系”的候選者之一，它被稱為“MACS0647-JD”，與地球的距離約為133億光年，由於光速的限制，它發出的光經歷了漫長的時間才會到達地球，進而被我們觀測到，也就是說，我們看到的其實是這個星系很久很久之前的樣子。

根據科學家的計算，在宇宙膨脹的推動下，現在“MACS0647-JD”星系與我們的實際距離大約為322億光年。

至此我們就知道了兩條資訊：1、太陽發出的光永遠無法到達距離我們144億光年之外的天體；2、至少在距離太陽322億光年的位置上還有其它的星系（我們地球與太陽的距離在此可以忽略不計）。

根據這兩條資訊我們就可以得出，就算宇宙是有盡頭的（其實我們並不知道宇宙有沒有盡頭），並且光還可以在宇宙中無限傳播，太陽發出的光也會因為宇宙的膨脹而永遠無法到達宇宙的盡頭。

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家

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