太阳光到底能照射到多远?

百科星君


太阳光到底能照射到多远?

天文上从来都不用光能照射多远来形容一个天体!就像不用看多远来形容一具望远镜的性能!因为这两个都无法表示出天体和望远镜的特性!形容一颗天体,在星图中我们会用不同大小的斑点来表示星等差异,也许更详细的资料中会有恒星的绝对星等、距离以及光谱等参数,能照射多远是不会出现的,从理论上看,如果没有遮挡的话,恒星的光子一直可以运动到宇宙的尽头,也就是空间和时间最前沿的区域,直到混沌阻挡了前进的脚步,但理论上宇宙却是无限大的!

只要望远镜口径足够大,那么就能收集更多的更遥远的天体的光线,而得以在CCD上留下踪影让我们认为那个不是噪点,而是实实在在存在的星点!不过要说明一下的是,太阳诞生也就50亿年左右,简单的说太阳诞生刹那的光子到现在为止也就到了46亿光年以外!

看起来宇宙也确实够大,太阳光也就走了部分宇宙而已,要知道它可是在将近50亿年前出发的!但我们要说明一下的是太阳光真的有传播极限,为什么呢?因为宇宙正在加速膨胀,这个膨胀的速率约为68.7KM/S/MPC,即宇宙在百万秒差距(约326万光年)的距离上,膨胀速度增加68.7KM/S,简单的计算下,宇宙大约在144亿光年外膨胀速度就超过了光速!但其实宇宙在134亿光年后其光谱频移就到了红外波段,136亿光年后光学望远镜已经无能为力,但最终连射电望远镜也只能徒劳无功,因为宇宙的真相在微波背景辐射之后,终极的秘密需要用引力波来探测!

所以真正意义上的“光”确实是有极限的,因为最终所谓的光探测上将不会再有建树,比较近的未来是红外波段,所以詹姆斯韦伯的主镜是镀金的,稍远的未来是微波射电波段,更远的未来只能去月面建立低频射电波段,更遥远的未来那么只能是引力波,因为我们已经追到了宇宙时空界限的脚后跟,所有手段都已经失效了,唯有引力波!

回到标题,太阳光能传多远?46亿光年而已!可观测宇宙有多大?930亿光年!太阳光永远都追不上宇宙膨胀的脚步,因为宇宙在144亿光年外膨胀速度超过了光速!


星辰大海路上的种花家


理论上,太阳光的照射范围是无限的,能到达整个宇宙的,但是一方面宇宙中有大量的暗物质,尘埃,星体,黑洞。这些都能够阻碍光在宇宙中的传播,另一方面太阳是一个中等恒星,它发出光的强度不是持别大,因此在传播了一段距离以后,会因为强度减弱观察不到,但依旧是存在的。同时也与光在宇宙中的传播,具有很强的方向性有关。

如果太阳发出光线没有被东西阻挡和吸收扭曲的话,是无限远的。我们人类的望远镜之所以能观察到十几亿光年或上百亿光年的星系,就是因为它的光线能到达地球。不过,我认为太阳光已经大约到达50亿光年处了,可能有人好奇,认为我这么肯定太阳的光芒已经到达50亿光年处了,其实这是一个很简单的问题,因为太阳已经发光了50亿年了。从太阳发射出它的第一缕光芒至今,太阳光已经在宇宙空间中运行了大约50亿年了,所以,现在的太阳光已经抵达大约50亿光年处的宇宙空间了。





用户4546779864196钟


这个是好问题,超出了现有的科学原理,换句话说,需要探索新原理与新机制。

网上达人不要断言说——这个问题不成立,也不要牵强附会的煞有介事的解释一通。

以下笔者的探讨供参考,所依据的是超数学对称(CTP)的超对称原理,为前沿学者推重。

先来看看若干现象。

我们知道,萤火虫发光照射的距离很短,因为离的稍远一点就朦朦胧胧了。


手电筒的照射距离,要远的多,因为电池电化学功率比萤火虫生物电功率大了很多。

灯塔的照射距离,就不一般了,数十海里远的船舶就看到它,所以可用来指明航向。

月球对太阳的反射光,作为二次光源,可以轻易照到地球,其光程至少四十万千米。

太阳,因为占太阳系99.8%巨大质量,作为恒星的照射距离,可照射到太阳系边缘。

脉冲星,作为超大质量的中子星,照射距离可达数亿光年,射电望远镜可接收到她。

由此可推:光程(L)与光源电子动能成正比,与外空间光子的基底密度(ρ₀)成反比,即

L=kE/ρ₀,而E=½mv²=hf=hc/λ,则有:L=khf/ρ₀=½kmv²/ρ₀...(1)

光子基底密度(ρ₀)需实验测定。可按微波背景T=2.725K暂定为:ρ₀=1.35×10⁻²⁵kg/m³

式(1)的k叫光程系数,其量纲方程,可以写成:[k]=[s²m⁻³],意味着:光程系数与时间平方成正比,与真空引力场的体积成反比。

简介基底光子的计算原理:

①系统惯性质量(M)=真空场引力质量(M₀):M=Vρ=M₀=V₀ρ₀...(2)。

②根据电子湮灭方程,有:光子质量≡电子质量,即:m₀=m(e)=9.11×10⁻³¹kg...(3)

理论上的频率可以远低于1Hz,以至于光程可能无限长。实际不然。

根据熵增原理,光能与光频会不断衰减,最终在在0

电子动能Ek,是光源中的核外电子运动对应激发电磁波的动能,这里有两个要点:

①不考虑原子内亚原子激发原子光谱的固有能量,因为问题涉及外力作用于固有原子。

②光子是真空场的固有物质,光子是光源震荡出来的,不是光源释放出来的。

初步结论:可按方程(1)估算光的最大行程,关键是宇宙背景辐射的基底光子密度。

由于光程系数取决于天文学实验的统计数据,笔者没这个条件,暂定k=10²[s²m⁻³]。

例1:萤火虫发绿光,波长λ=5×10⁻⁷m,基底光子密度ρ₀=1.35×10⁻²⁵kg。求绿光照射距离。

解:将数据代入(1):L=khc/λρ₀=10²×6.63e-34c/(5e-7×1.35e-25) =3×10⁵[km],绿光最远照射30万千米,至此彻底消弭为基底光子。

例2:设太阳热核反应激发的伽玛线频率上限为f=10²³Hz,基底密度按ρ₀=1.35e-25kg/m³。求这种伽玛线的最远光程。


解:L=khf/ρ₀=4.9×10¹⁶[m]=5.2光年。这也意味着:太阳引力场或太阳系的半径,远超目前估计的1~2光年。

Stop here。物理新视野与您共商物理前沿与中英双语有关的疑难问题。


物理新视野


答:天文学上不谈论天体的光线能照射多远,而是说在多远处看到一个天体有多亮;目前太阳的绝对亮度,我们在60光年远的地方,还能隐约看到太阳,而哈勃望远镜可以在140万光年远的地方看到太阳。


太阳的年龄大约是45.7亿年,所以太阳发出的光线,最远传播到了45.7亿光年外(不考虑宇宙膨胀效应),只有望远镜足够大,理论上就能看到太阳。

对于一个发光的天体,我们用视星等和绝对星等来描述天体的亮度,绝对星等描述天体的实际亮度,和观测距离无关;视星等表示观察者看到天体的亮度,和观测距离有关。

星等数值越高表示越暗,星等数值越低表示越亮,星等可以是负数,并定义视星等6为人类肉眼观测到的极限亮度;视星等小于6的天体,需要借助望远镜来观测,每级星等之间的亮度相差2.512倍。


在地球上观察时,几个常见天体的视星等为:

(1)太阳,视星等-26.7;

(2)月亮(满月),视星等-13;

(3)天狼星,视星等-1.45;

(4)织女星,视星等0.04;

太阳的绝对星等M=4.83,表示在距离太阳10秒差距(约32.616光年)处,看到太阳的视星等为4.83。

绝对星等和视星等之间的换算公式如下:

那么可以计算出,在d=56光年处,太阳的视星等大约为6,也就是人眼分辨的极限亮度。

地面上最强大的望远镜,可以看到视星等24的天体,相当于在22万光年外还能看到太阳。

太空哈勃望远镜可以看到视星等28的天体,相当于在140万光年外还能看到太阳。


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艾伯史密斯


对于太阳光到底能照射到多远呢之话题,我个人观点认为,太阳光只能照射到太阳磁场的磁控范围,即是太阳系空间边缘之内的范围。为什么会这样说呢?

因为,太阳拥有一个不可视见的磁场存在,太阳磁场磁控的范围,就是太阳系占领宇宙空间的范围,也就是说,太阳磁场磁控范围就是太阳系的空间范围。

太阳磁场涉足太阳系的空间,具有真空性和磁波的穿透性,是太阳光子群压力运动散发的介质体,太阳核聚变燃烧过程所持续散发庞大数量的光子群(太阳风暴),其密度是以太阳为中心地由大到小的物理现象;其压力也是由强到弱的物理表现,因而,太阳的光子群就能顺利地到达了太阳磁场范围的边缘,即是太阳系的最边缘,形成了太阳系物质运动独立性的一个大整体。

由于近邻的恒星系也与太阳系同一样的情况,恒星系与恒星系边缘之间,从恒星磁场磁性的角度上看,都是同性的磁性现象,同性相斥就成为必然,这样就会使每个恒星系都能围绕着各自恒星自转的磁场之磁控范围进行有序的圆周循环运动,并形成存在于宇宙之中一个个恒星系物质循环运动的实体。

鉴于恒星系与恒星系边缘之间会产生恒星系物质运动的缓冲带物理现象,这是一种恒星的光源都无法到达的,包裹着宇宙无限恒星系外围的暗物质运行无尽通道之“黑洞”现象,也可统称之为:宇宙之网现象。

由于每个恒星系都是一个独立性的物质同向运动的实体,其边缘之间会导致宇宙之网产生强大的对流和旋涡运动现象,与此同时,引发了物理透镜现象的发生,这是阻止所有恒星的光源都不能进入无法穿透的物理自然手段。

由此可见,太阳(恒星)的光只能照射到太阳(恒星)磁场的磁控范围,即是太阳系(恒星系)空间边缘之内的范围。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,欢迎大家一起来讨论和学习。宇明于东莞市。(注:原创作品,版权所有,抄袭必究。)





地外天使


照射,这个词应该不恰当。

天文爱好者的我,小时候,也想过同样的问题,我来给你回答一下吧。

首先无限远是绝对不可能的。任何光或者电磁波会衰减,太阳光也会衰减,并且遇到星际物质会受影响,光照强度和距离的平方成反比,距离越远,光照越弱。就越暗。

1.如果只说肉眼看,太阳的绝对星等4.8等。这也正好是我目视星等的极限,这亮度是很暗的星星了,也就是说32.6光年外太阳星等4.8等,在我肉眼几乎不可见又隐隐可见之间的亮度。

2.根据计算,1光年外太阳亮度为-2.7等,这亮度和木星差不多,但已经完全感受不到温度了。这个距离下已经不能用照射来形容了

3.如果要问太阳光最后一个光子能到达的距离,那我计算不出来,不会那些公式。

4.如果用望远镜看到也算,那不同望远镜能力不同,哈勃望远镜可以看到的极限星等达到恐怖的29等,这么算,太阳在200万光年处亮度约为29等,刚刚能引起哈勃望远镜拍摄的照片上感光出一个微弱的一个像素的极其微弱的亮点。这个距离正好是m31仙女星系的距离,2000亿亿公里啊!

5.太阳诞生以来约50亿年,理论上太阳的光子就可以传播50亿光年的光行距离,用宇宙膨胀的理论来算,50亿光年对应的红移,共动距离大概能有60亿光年的距离,这应该就是理论上太阳光传播的最远距离。

最后来张照片,借用天文群里一个爱好者拍的m101风车星系镇楼(附带一张百度百科该星系数据截图)




白起h伊尹


这个问题就和“这个望远镜能看多远”一样,如果只想得到一个具体答案的话。

不谈像素谈远近就是耍流氓。

随着距离太阳越来越远,单位面积上照射到的光子会越来越少,而当这个距离趋于足够大时,单位面积上的光子数量会趋于零。

那么,是不是意味着只要我们找到这个足够大的值就能得到答案了呢?

当然不是,这个值将会是无穷大,当然,宇宙有边际的,这个就是另一回事了。如果回答能照到宇宙边际,那么这个答案也同样就无意义了。

那么,应该怎么来看这个问题呢?

当然是,通过建模来解决!从简单的模型开始,进而估计一个照度-距离函数,从而达到给出任意的照度,确定一个距离的目的。

而这个照度,具体不容易解释,可以简单理解为单位面积上打来的光子的数量。这就回到了上个标题所说的“不谈像素谈远近就是耍流氓” :

像素,可以理解为照相时候,单位面积上打来的光子数量。一般来说像素越大,一张照片会越精细,也意味着:对于照片上的同一块面积,像素越大,传达出的信息就会越多,照片也会越清晰。

同样,对应于太阳光照射的距离,如果不谈单位面积上的光子数量,谈距离是没有意义的。


天枢苑


跟胖哥学物理太阳光能照射多远\r

太阳光是由太阳发射出的电磁波,分为可见光和不可见光。可见光是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫绚丽的七色光;不可见光是指肉眼看不到的,如紫外线、红外线等。\r

在自然界种以波形成传播有两种,一种是电磁波(阳光),一种是机械波(声)。这是两种本质不同的波。电磁波是由于快速变化的电流产生一种变化的磁场,因此电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波,它可以在真空里传播。机械波由机械振动产生,机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有:水波、声波、地震波。\r

我们知道,波速是波传播过程中速度,等于波长除于周期,因为f=1/f,因此c=λ·f。因为光的速度太快,我们很难感觉它存在。在回答太阳光能照射多远问题时,我们先看感受太阳光到达地球所用的时间。\r

太阳与地球之间的距离事实上满长的, 达一亿五千万公里. 每天看着太阳照耀着大地, 你是否会想到, 太阳所发出的光线, 需要在太空中旅行多久, 才会到达地球呢?光的速度大约为每秒30万公里, 因此我们可以利用国中所学会的运动学公式来计算出太阳光由太阳到地球所需要的时间。公式: T=S/V 因此我们得到15000000km/(300000km/s)=500秒=8分20秒。我们见到太阳光,已经是八分钟一起从太阳发出来的。\r

太阳光究竟能照射多远呢?一般人以为在宇宙中是真空,从理论上光的照射范围是能达到整个宇宙的,但是其实,这是一个极其荒谬的事情。\r

首先,按照现在科学普通观念,宇宙是无穷远的。但是太阳从诞生那一刻起到最终由于膨胀变成红巨星后熄灭也仅仅80亿年。在宇宙中的传播速度是光速,1年的时间只能传播1光年的距离,而太阳形成于大约46亿年前,这意味着太阳通过核聚变反应发出的光只在宇宙中传播了46亿光年,也就说太阳初期发出光,就是没有任何损失,也才刚刚到达了46亿光年的距离,一直到太阳光熄灭,太阳光也刚刚达到80亿年距离。当然,太阳光还继续在传播,不过此时太阳已经熄灭了。我们现在通过天文望远镜观察到某些恒星,就可能早已经不发光了。\r

光传播距离由介质决定,因为介质会吸收一部分的光.所以,可以传播多久或多远,只在于介质吸收的速度,例如:在水中,光很快被吸收,所以海底的生活一般见不到光。太阳光的传播会受到这些介质的影响,介质会将太阳光阻挡或散射出去,因而影响光的传播距离。介质越多,越密,太阳光传播就越短。很多人宇宙中是真空,其实宇宙中有大量的尘埃、星体、黑洞。这些都能够阻碍光在宇宙中的传播,至少让太阳光的强度慢慢减弱。有一个现象可以帮助大家理解这点,银河系中就存在许多浓密的气体云,最著名的是南十字座的煤袋星云。这一暗星云的存在遮挡了其后天体的光芒,于是在银河上留下了一片暗淡(其中还是有几颗恒星的,不过他们距离我们更近些)。因为太阳光在传播过程中也可能由于某些气体云或者大的星体挡住,至少在这个方向太阳光就戛然而止了。\r

1930年,瑞士天文学家特朗普勒首次发现了星际消光现象: 遥远天体(恒星、星系)发出的电磁波被星际弥漫物质(气体或尘埃)部分吸收、散射,造成光度减弱的现象。同样的原因也会导致星际红化现象:由于星际物质对不同波长的星光吸收、散射的程度不同,对长波散射小,对短波散射大,因此接受到的星光比没有散射吸收的星光要偏红。正是这种现象存在,只是一颗中等恒星的太阳,他发出的光的强度不是特别大,因此在传播一段距离以后会因为强度减弱观察不到了。即使它依然存在,由于观察不到,实际上此时太阳光可以从某种程度上已经不存在了。\r

有很多同学可能对这种宏观解释不服气,书上不是说光是一种电磁波,有波粒二象性。当然太阳光在宇宙中传播确实以光子形式进行的。下面我们从微观角度来看看太阳光传播距离。\r

首先光子从太阳内部核心发生热核反应的地方产生出来,光子产生后,用大约2秒钟的时间就通过了太阳内部的辐射层.但进入对流层后,速度就慢下来了(不是说光速变慢了,而是在对流层中,光子时刻都在改变运动方向).要通过这层对流层,平均要花费大约1000万年的时间.当光子到达太阳表面后,又是没有任何阻挡的宇宙空间,光子只需要8分钟多一点的时间,就可以到达地球了。\r

根据量子力学观点,光子的能量E=nhν,其中n是光子数量,相当于光强度;h是普郎克常量,ν是光频率。光子在宇宙中运动,肯定会遇到一些物体,完全不遇到任何物质概率是极地的。当光照到一个物体上的时候,是分很多中情况的,有光电效应、康普顿效应、电子对效应、光共振、光致核反应、维恩散射等等。其中,像光电效应这样的作用,光子直接把能量全部传递给介质原子核外电子,电子激发或电离,自身消失。这种情况,相当于是减少了n,光子数目减少了,光束的能量自然就减少了!而还有像康普顿效应一类的散射碰撞,光子把一部分能量传递给了核外电子,自身损失一部分能量后散射而出,频率降低,这种情况就是降低了ν。\r

因此,光子遵守一个自然界普通规律平方反比定律。平方反比定律是一个物理学定律,又称反平方定律、逆平方律、反平方律;如果任何一个物理定律中,某种物理量的分布或强度,会按照距离源的远近的平方反比而下降,那么这个定律就可以称为是一个平方反比定律。\r

构成太阳光的光子是光线中携带能量的粒子,一个光子能量的多少正比于光波的频率大小,频率越高, 能量越高。但是,光子在运动过程中过程能量取决于介质,根据这个逻辑光在太空中的传导距离问题就只剩下太空介质了。也就是说在太空环境中最后决定光能传多远的是介质而不是光源的能量。如果宇宙都是真空,那么就不会呈现出平方反比定律,光子会一直运动下去。\r

同时,太阳光作为波的属性,声波和电磁波的运动距离取决于动能与介质之响应比。响应越好传得越远,响应越差传得越近,甚至不能传导。\r

因此在太阳光的传导距离问题上,如果时空网友认为仅靠“光子在宇宙真空中,不被吸收,没有损耗,当然能传播很远” 就能一言以蔽之,恐怕难以服人。笔者以为,光不可能永远走下去,并肯定有终结距离。但是局于我们目前理论限制,也只能是一种猜想了。\r

2019年妇女节于宜昌夷陵吾同斋\r





宋朝茶楼一伙计


问太阳光到底能照射多远?要回答这个问题,首先要弄清楚光的性质,光是一种无实体,无形状的能量组合!对于传播的远近,这要取决于光源体能量大小强弱而决定射程的远近!而光在真空中传播和在空气中的传播的距离又是不一样!所以说对于光的射程远近,跟光源体的强弱及所穿过的物质有直接的关系!

对于太阳光在宇宙中射程究竟有多远?这恐怕难给一个实际的数字!虽然太阳能量是够强大,但要具体测算出在宇宙中能传播多远目前还没有一个切实可行的技术手段!因光在宇浩瀚宙中传播,有很多物质的存在,有的会吸收光,有的会阻挡,有的会被反射被改变等等原因!究竟多远?依现在的科技也很难测算出来,这只能说还是一个未知数!


岁寒之友9


没有尽头。如果非要说照多远的话,你可以按照太阳的年龄来算,五十亿年那就是五十亿光年,如果五十一亿光年外存在生命体和我们一样在研究星体的话,他们有可能会发现一颗正在形成的恒星系!那就是我们。


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