太陽光會照射到宇宙的盡頭嗎?

太陽光會照射到宇宙的盡頭嗎?

太陽光產生於太陽的核心區域,這個范圍大概是太陽中心向外延伸17萬公裡(相當於太陽半徑的四分之一)。那麼,太陽的核心中是如何產生光的呢?

在太陽核心中,密度可達水的150倍,溫度將近1570萬度,壓強相當於2500億個地球表面大氣壓。在這種熾熱致密的環境中,氫原子核獲得瞭巨大的動能,這使它們能夠克服電磁力作用,從而互相碰撞,發生核聚變反應,形成氦原子核。

太陽光會照射到宇宙的盡頭嗎?

在氫核聚變的過程中,有一些質量會轉變為能量——伽馬射線和中微子。伽馬射線是肉眼不可見的高能光子,但我們能夠看到太陽,這意味著伽馬射線的能量發生瞭衰減,一部分變成瞭可見光。

光子離開太陽表面,它們會向宇宙中的所有方向發射出去。經過大約8.3分鐘的傳播,光子抵達地球,我們就能看到太陽。但事實上,我們所看到的太陽光不是產生自8.3分鐘之前,而是來自數萬乃至十幾萬年前。

太陽光會照射到宇宙的盡頭嗎?

光子在太陽的核心產生之後,無法徑直朝著太陽表面傳播。這是因為太陽核心的密度非常高,光子在前進過程中不斷會撞上氫原子核、電子。這些帶電粒子會吸收光子,然後又再次把光子輻射出來。經過這樣的過程,原本不到3光秒的路程,光子最終耗費瞭1萬至17萬年的時間才抵達太陽表面。

這些來自上萬年前的光子離開太陽表面之後,就會進入廣袤的空間中。太陽光經過3分鐘後會抵達水星,8.3分鐘後抵達地球,43分鐘後抵達木星,4.2小時候抵達海王星,20.6小時候抵達旅行者1號,1年後穿過奧爾特雲進入星際空間中,4.2年後抵達比鄰星,1900年之後從垂直於銀道面方向離開銀河系。

太陽光會照射到宇宙的盡頭嗎?

那麼,太陽光能照射到多遠的地方呢?太陽光會抵達宇宙的盡頭嗎?太陽光會消失掉嗎?

光是電磁波,其本質是交互變換的電磁場,光的傳播不需要介質。因此,當太陽光在空蕩蕩的宇宙空間中傳播時,如果沒有遇到其他天體而被吸收,太陽光是不會消失在宇宙中的。要知道,宇宙中最古老的光子已經傳播瞭138億年而沒有消失,它們的存在時間隻比宇宙年齡短瞭38萬年。

太陽光會照射到宇宙的盡頭嗎?

由於太陽存在瞭46億年,並且太陽光始終會以光速前進,這意味著太陽光最遠已經照射到瞭46億光年之外,這已經遠超銀河系所處的拉尼亞凱亞超星系團的范圍。

隻要太陽光沒有被吸收,它們一直會在宇宙中前進。考慮到空間不斷膨脹,這會導致太陽光的波長在前進過程中不斷拉長,最終會變成能量很低、波長很長的無線電波。

太陽光會照射到宇宙的盡頭嗎?

空間不僅在膨脹,而且膨脹的速度還在持續增加。據估計,目前距離我們超過140億光年的星系正在超光速退行。因此,即便太陽光以光速在宇宙中無限傳播下去,它們始終無法到達遙遠的宇宙,無法離開可觀測宇宙,更無法到達宇宙的盡頭。

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