光斑 手電筒的光去了哪？是熄滅就消失，還是像一列火車駛向宇宙盡頭？
小時(shí)候，拿著手電筒在夜色中揮舞，應(yīng)該是許多人都曾有過的舉動，那隨著手臂擺動的手電筒光柱仿佛是星球大戰(zhàn)中的“光劍”，一揮一刺煞是好看。
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長大后，夜色中揮舞的手臂已經(jīng)在記憶中變得模糊，唯有那耀眼的手電筒光柱仍在心中留有深刻的印象，而這也帶來了一些讓許多人感到疑惑的問題：手電筒發(fā)出的光去了哪里？是燈一滅就瞬間消失了，還是像一列飛馳的火車駛?cè)肓擞钪嫔钐幠兀咳绻側(cè)肓擞钪嫔钐帲撬鼈兡艿竭_(dá)宇宙盡頭嗎？
可能很多人不知道，眼睛之所以能夠看到手電筒亮，要么是因?yàn)闊襞莅l(fā)出的光子進(jìn)入了人的眼睛，要么就是燈泡發(fā)出的光子被大氣中的塵埃散射，形成了肉眼可見的“光柱”（灰塵越多的環(huán)境下光柱越明顯）。
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而當(dāng)手電筒關(guān)閉，燈泡不在發(fā)出光子，人眼也就自然看不到光亮。但嚴(yán)格來說，從手電筒關(guān)閉到人眼看不到光亮這一過程的時(shí)間并不是0，而是“手電的燈泡—塵埃—眼睛”總的光程除以光速。
由于光速極快，通常消失的時(shí)間小于100納秒，如此短暫的時(shí)間肉眼根本無法察覺，所以才會給人一種光瞬間就消失了的錯覺。
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既然手電筒關(guān)閉后，光并不是瞬間就消失了，那么那些指向宇宙的光，會如同一列火車朝宇宙深處前進(jìn)嗎？答案是：會，也不會。
在理想狀態(tài)也就是絕對真空中，因?yàn)闆]有任何物質(zhì)阻擋光的傳播，光能夠一直飛行下去。當(dāng)然了，如果時(shí)空是彎曲的，那么光也是能夠在其中走彎路的。
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【 光斑|手電筒的光去了哪？是熄滅就消失，還是像一列火車駛向宇宙盡頭？】而一直飛就需要考慮一個非常關(guān)鍵的問題——光束會發(fā)散。哪怕發(fā)散的角度極小，在漫長的距離下，飛行的光也會變成一個極為巨大的光斑。
當(dāng)距離足夠遠(yuǎn)之后，光斑會越來越大直至暗淡到相當(dāng)于消失。值得一提的是，“消失”的含義并不是完全不存在，而是在于隨機(jī)取某個瞬間，這個巨大光斑上的輻射功率密度已經(jīng)無法保證有一定的光子通過。
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就像一個商場，當(dāng)任選一天對其人流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，人流量已經(jīng)無法達(dá)到最低維持限度，我們就能夠說這個商場已經(jīng)沒人了。
可能有人會問，光線的發(fā)散角能夠?yàn)椤?”嗎？也就是說一點(diǎn)也不發(fā)散，絕對筆直的向前飛。答案是：不可能。
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不要說手電筒這種單靠一面拋物面鏡匯聚的雜亂光束，就是目前方向性極佳的激光，都無法保持永遠(yuǎn)的匯聚，而這主要是因?yàn)楦咚构馐嬖诠簿劢归L度極限，一旦超出這個極限，原本約束的光線會退化成一個圓錐，重新出現(xiàn)發(fā)散角。
以上是理想狀態(tài)下的情況，即宇宙是絕對真空的。而現(xiàn)實(shí)世界中宇宙充斥著各種各樣的物質(zhì)，在其中飛行的光必然會與這些物質(zhì)發(fā)生作用。
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我們都知道，光遇到反光的物質(zhì)會被反射，遇到透明的物體會直接穿透過去，而在這個過程中光始終會有能量被吸收。
經(jīng)過反復(fù)的透射或反射，光和物質(zhì)會發(fā)生作用（輻射轉(zhuǎn)移），光線就會變得黯淡直至“消失”（波長更長的不可見光）。
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所以說，只要光源足夠的亮、發(fā)散角度足夠的小，這束光就能夠在宇宙中飛行很長一段距離，就算突然將光源熄滅，之前發(fā)出去的光也并不會直接消失。
當(dāng)年阿波羅計(jì)劃中就是在月球表面放置了鏡子，然后通過激光反射來測量地球和月球之間的精確距離。在測試中，一束脈沖激光打出去過了2.5秒左右才收到了回應(yīng)。
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可以想象一下，如果將束激光直接射入茫茫宇宙，那么它肯定能夠在宇宙中前進(jìn)很遠(yuǎn)的距離，直到黯淡的再也沒有辦法觀察。
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