對天空亮一下手電,明天光會不會出太陽系了?

趣問



太陽系的大小在一光年左右,所以不管你的手電有多厲害,它發出的光也得一年多才能飛出太陽系,除非你的手電可以自己生成一個連接太陽系內外的蟲洞,這樣一來你手電的光就能一瞬間飛出太陽系。

理論上來說手電筒發出的光是不可能飛出太陽系的,事實上手電筒的光在地球大氣層裡就被折射吸收了,再加上手電筒的光方向性很差,幾米開外就擴散成一個大光圈了。

所以說普通手電筒的光是沒有辦法飛出太陽系的,但是人類的激光卻可以,激光作為一種方向性極好而且能量非常集中的強力光源,起射出去後的擴散速度是很慢的,就算吧一束激光照射到38萬公里外的月球上,光斑也不過只有幾千米大小而已,而尋常手電筒的光連飛出地球的資格都沒有。

如果人類在地面上架設大功率的激光發生器,那麼這束強激光在一天只能就超過已經飛了幾十年的旅行者一號和旅行者二號,並且在1年之後飛出包裹太陽系的奧爾特雲。


光是我們宇宙中最快的東西,但是星系之間的距離輕輕鬆鬆就是幾十萬上百萬光年,距離我們最近的恆星也有4.22光年,太陽系所處的銀河系直徑又是16萬光年,目前人類的可觀測宇宙直徑已經是930億光年了,其外肯定還是宇宙空間,但是我們看不到。

光速雖然快,但是放到宇宙尺度上來看,光速就跟我們地球上烏龜的速度差不多,而且宇宙空間還在超光速膨脹中。


宇宙探索未解之迷


如果忽略大氣以及其他因素的影響,只要對天空照射一下手電筒,這些光就會以光速(每秒約30萬公里)在宇宙中不斷行進。至於一天時間能否飛出太陽系,答案是否定的,光在一天的時間內還離開不了太陽系。

雖然光速很快,但太陽系的範圍也不算小。海王星距離太陽大約30天文單位,光從地球傳播到海王星軌道需要大約4小時的時間。不過,海王星不是太陽系的最終疆域,在此之外還有柯伊伯帶、離散盤。事實上,太陽引力的主宰區域可以至少延伸到1光年之外的奧爾特雲。也就是說,從地球上發出的光要離開太陽系,至少需要一年的時間。

雖然光用一天的時間遠不足以飛出太陽系,但足以超過已經在太空中飛了41年的旅行者1號。這艘最遠離地球的無人探測器現在距離我們大約20光時,即光傳播20小時的距離。

如果沒有阻擋,手電筒發出的光就會在宇宙中一直傳播下去。然而,由於地球大氣的影響,能量較低的手電筒的光將有可能無法穿透地球大氣層,而是會在大氣中耗散掉。


火星一號


密閉空間內,四周都是反光玻璃,是不是開一下手電,就會一直亮下去?


擺脫時間的人


如果按照常規的思維來看,手電照一下天空,光線是出不了地球的。手電的光強度有限,且手電的光不是平行光源,會成一個圓錐形散開。這樣手電它所發射的光會快速地散開,且被稠密的大氣層折射和吸收,即便少數光子穿過障礙逃出地球,還需要面臨星空中各種隕石和行星的阻擋。基本上可以認為光線出了地球,就檢測不到了。



如果是使用激光,且功率強大,則有可能會穿過大氣層直接向著太陽系遠處飛去。激光的光子密度高且光線不分散,穿透力強,傳播距離極遠。潘院士的地-空量子密鑰分發實驗,就是以激光做為通信信道實現的。



如果是這種大功率激光手電照射天空,則我們可以來計算一下激光在一天內跑出的距離:

即s=24*3600*c=260億千米,約173天文單位。

如果按照太陽風觸及到的範圍算太陽系大小,則太陽系半徑為100-160天文單位,這樣這束光確實飛離了太陽系。



目前人類發射的距離地球最遠的航天器旅者者一號,距離地球約211億公里,則這束光已經超過了旅行者一號。


科學探秘頻道


太陽系範圍可能在2光年以上,所以即便不考慮光被吸收、折射的問題,手電的光也需要2年才能出太陽系,1天也就剛追上在太空飛行40多年的旅行者1號探測器。

旅行者1號目前在太空中航行了40多年,剛跨越柯伊伯帶不久,柯伊伯帶距離太陽40~50個天文單位,一個天文單位是1.5億公里,光只需要8分43秒就能到達。目前旅行者一號已經飛出了230多億公里,算下來也就和光一天的行程(約260億公里)差不多,也就是說,不考慮光被吸收和折射、散射的問題,對著天空亮手電,一天後光剛趕上旅行者1號。

太陽系的具體構造目前人類並不清楚,一種被廣泛接受的太陽系模型假說認為,太陽系外層是廣泛的星系物質和太陽系物質的過度地帶,即包含上億顆彗星的奧爾特雲。所以太空中的真空其實也不是完全的真空,只是空間內的粒子分佈非常稀疏罷了,但它們還是會影響光的傳輸,當光創越的星際空間越厚,被完全吸收的可能性就越大。

因為手電的功率太小,發出的光又不是激光那樣單頻率的光源,光的散射、折射現象比較嚴重,加上地球大氣層、空間物質對光的吸收,手電的光是出不了太陽系的,甚至連月球都到不了,而月球距離地球僅僅38萬公里,來回也就2光秒。


來看世界呀


往渤海里扔個石子,明天波浪就到美國了?


奔跑的Spur


先說答案,並不會出太陽系的。

原因一 空氣中的阻礙

光具有波粒二象性,光的構成是光子,光子在空氣中傳播的時候會遇到非常多的阻礙,各種粉塵、空氣分子、水蒸氣等。在遇到阻礙之後光子就會被吸收或者反射掉,而反射到其它方向的光子又會遇到其他物質從而最終被全部吸收。

原因二 光子太少

一束光的光子還是太少不足以穿透大氣層,雖然穿透大氣層後光子遇到障礙的幾率會急劇下降,但是由於光子太少,在穿透大氣層之前就已經被消耗殆盡了。


咆哮的海哥


遲早會的,看不見歸看不見,但遲早會的


幸福了嗎15340968860


如果不計算大氣干擾以及其它因素,手電筒照射一下天空,那麼這些光就會按照每秒30萬公里的速度前進。雖然速度很快,但是放在宇宙尺度來說還是太慢了。從海王星到太陽的距離是30天文單位,不過太陽引力主宰的區域可以延伸到1光年之外的奧爾特雲,也就是說手電筒的光需要至少1年的時間才可以擺脫太陽的影響,從而真正離開太陽系。然而事實是手電筒的光連地球的大氣層都穿不透,因為手電筒的能量太低了。


科學蜜語


太陽系直徑現在不確定。

但是,冥王星軌道半徑是59億千米,如果太陽光發出後,需要5個多個小時才能到冥王星,而太陽光只需要8分鐘到地球。

所以,只能理解到這裡。。。


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