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对天空亮一下手电,明天光会不会出太阳系了?

十万个为什么 空空 2024-3-24 11:46:41 5次浏览

关于问题对天空亮一下手电,明天光会不会出太阳系了?一共有 4 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【时空通讯】的最佳回答:

简单地说,不会。

这是因为光的速度没那么快,太阳系的范围也没那么小。

现代科学界普遍的认识是,在太阳系外围有一个奥尔特云层,由水汽尘埃混合形成的大大小小冰块组成,也就是所谓彗星。那里是太阳系的边际,包裹着太阳形成一个半径约 1 光年的球。

当然这种“球”只是一种想象,那里的彗星种子据称达到 10 万亿颗之多,但分散在达 1 光年厚度的广袤空间,还是很稀疏的,稀疏得超乎人们的想象,只是相比连粒子都极其稀少的太空要浓密很多罢了。

正是这层奥尔特云相对人眼来说太稀疏了,因此才不会影响科学家们对太阳系外的观测,人们才可以看到太阳系外的几乎所有恒星、星系和星云;同时,人类发射的宇宙探测器也就能够一往无前地向太阳系外飞去。比如旅行者 1 号、2 号,先驱者 10 号、11 号,新视野号,在完成了太阳系行星考察任务后,都在向太阳系外飞去,科学家们几乎不会考虑它们会被这些小天体撞毁。

因为这种概率太小了,小到比中六合彩机会还要小很多。

所谓光年是一个距离尺度,就是光走一年的距离。具体地说,光每秒在真空中运动速度为 299792458 米(约 30 万公里),每天 24 小时为 86400 秒,根据计算光年的儒略年,每年为 365.25 天,也就是 31557600 秒,光运动一年的距离就达到约 9.46 万亿公里。

既然太阳系范围有 1 光年半径,对着太空亮一下手电筒,明天这束光当然就飞不出太阳系了,而是需要 1 整年的时间,才能够飞到太阳系的奥尔特云边沿,然后再飞出太阳系。

但问题是,光是会衰减的,光子运动在遇到各种带电粒子时都会发生交互作用,即被各种带电粒子反射折射和吸收,手电筒的光一射出去,就以每秒约 30 万公里速度运动,会在极短时间里与粒子碰撞反射吸收许多次,因此,这束微弱的手电光还不到一秒就消失了。

即便是在地球以外的宇宙空间,那里看起来是一种高度真空状态,但宇宙中没有绝对真空的地方,在太阳系内就更没有了,因此手电筒的微弱之光在太空也会很快消失。

一个光源发射的光子越多,光子能量越大,就能够传播越远,这就是越大的恒星的光能够传播越远,甚至上亿光年,都能够被望远镜看到的原因。而一个星系散发的能量更大,其光芒就传播得越远;伽马射线暴是最高能量的光,因此传播能够达到数十亿光年。

结论:手电筒发出的光会在不到一秒的时间里就消失了,永远也出不了太阳系。

【2】、来自网友【科学探秘频道】的最佳回答:

如果按照常规的思维来看,手电照一下天空,光线是出不了地球的。手电的光强度有限,且手电的光不是平行光源,会成一个圆锥形散开。这样手电它所发射的光会快速地散开,且被稠密的大气层折射和吸收,即便少数光子穿过障碍逃出地球,还需要面临星空中各种陨石和行星的阻挡。基本上可以认为光线出了地球,就检测不到了。

如果是使用激光,且功率强大,则有可能会穿过大气层直接向着太阳系远处飞去。激光的光子密度高且光线不分散,穿透力强,传播距离极远。潘院士的地-空量子密钥分发实验,就是以激光做为通信信道实现的。

如果是这种大功率激光手电照射天空,则我们可以来计算一下激光在一天内跑出的距离:

即 s=24*3600*c=260 亿千米,约 173 天文单位。

如果按照太阳风触及到的范围算太阳系大小,则太阳系半径为 100-160 天文单位,这样这束光确实飞离了太阳系。

目前人类发射的距离地球最远的航天器旅者者一号,距离地球约 211 亿公里,则这束光已经超过了旅行者一号。

【3】、来自网友【爱较真的戴老师】的最佳回答:

如果对天空亮一下手电,这点功率的平行光,早就被大气散射或者吸收了,连远处的高楼都难以照亮,不要说飞出大气层,飞出太阳系了。

当然如果只是假设一种理想情况,比如换成更大功率的激光,或者假设手电光没有任何衰减,那么一天时间以光速也可以飞行很远的距离,我们都知道光速是爱因斯坦相对论所定义的运动物体速度的极限,只有光在真空中可以实现每秒 30 万公里的光速。

而太阳系的尺寸目前还没有确切的数字,但远远不止我们平常看到的包含八大行星这样的一个范围。按一般恒星的引力控制范围,太阳系的尺度也应该在光年的量级上,也就是光要走一年,所以这点手电光要飞出太阳系,也至少需要一年的时光。

虽然光速相对于我们日常各种交通工具的速度已经是令人震惊了,但相比起宇宙中,恒星之间数个光年的距离,银河系等星系动辄数十万光年的范围,光速还是显得太慢了,除非旧的物理规律被打破,科幻中的虫洞,时空折叠等可以实现,我们才不会对星际旅行产生绝望。

欢迎关注量子实验室,评论里请留下您的见解。

【4】、来自网友【火星一号】的最佳回答:

如果忽略大气以及其他因素的影响,只要对天空照射一下手电筒,这些光就会以光速(每秒约 30 万公里)在宇宙中不断行进。至于一天时间能否飞出太阳系,答案是否定的,光在一天的时间内还离开不了太阳系。

虽然光速很快,但太阳系的范围也不算小。海王星距离太阳大约 30 天文单位,光从地球传播到海王星轨道需要大约 4 小时的时间。不过,海王星不是太阳系的最终疆域,在此之外还有柯伊伯带、离散盘。事实上,太阳引力的主宰区域可以至少延伸到 1 光年之外的奥尔特云。也就是说,从地球上发出的光要离开太阳系,至少需要一年的时间。

虽然光用一天的时间远不足以飞出太阳系,但足以超过已经在太空中飞了 41 年的旅行者 1 号。这艘最远离地球的无人探测器现在距离我们大约 20 光时,即光传播 20 小时的距离。

如果没有阻挡,手电筒发出的光就会在宇宙中一直传播下去。然而,由于地球大气的影响,能量较低的手电筒的光将有可能无法穿透地球大气层,而是会在大气中耗散掉。

以上就是关于问题【对天空亮一下手电,明天光会不会出太阳系了?】的全部回答,希望能对大家有所帮助,内容收集于网络仅供参考,如要实行请慎重,任何后果与本站无关!

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