手電筒這種照明工具是居家常備之物，相信大家在小的時候都沒少玩過，在漆黑的夜裡，我們瞄準外太空，打開手電筒，就可以看到一道明亮的光束筆直地指向天空深處，而當我們在關閉手電筒的一瞬間，這道光束也就馬上消失了。於是我們的心裡不免會冒出一些疑問，例如：如果我們打開手電筒朝著天空照射1秒後關閉，這道光束到底是消失了還是繼續在外太空飛行，如果是後者的話，手電筒發出的光能否飛到宇宙邊緣？
在討論這個問題之前，我們有必要先來簡單瞭解一下光到底是什麼。在1887年的時候，著名物理學家海因裡希.赫茲（他首次證明了電磁波的真實存在）發現了一個有趣的現象——光電效應。簡單地講，光電效應就是當特定頻率的光線（電磁波）照射在某些物質上，在這些物質內部的電子就會因為得到了光的能量而掙脫原子核的束縛，從而形成電流。
這個有趣的現象馬上引起了科學家們的興趣，紛紛開始做起有關光電效應的實驗，實驗做多了，一個令他們無比困惑的問題就出現了，那就是他們發現當光的頻率低於某個特定的值時，不管這束光的強度有多大，照射時間有多久，都不會發生光電效應。
要知道在那個時候，科學界普遍認為光就是一種電磁波，而根據經典電磁理論，光的能量是由光的強度決定的，並且光的能量是可以累積的，因此只要光束足夠強，又或者光束的照射時間足夠長，那麼就肯定會發生光電效應，但實驗卻證明事實並非如此，於是矛盾就產生了。
為了解釋這個問題，當時的科學家們提出了不少的理論，但都無法做出完美的解釋，直到1905年，著名物理學家愛因斯坦才徹底解決了這個問題，他在《有關光的產生與轉換的一個試探性觀點》一文中指出，光是由一個一個的光子所組成，而這個光子就是光的最小單位，它是具有粒子性的，其能量與光的頻率成正比，而與光的強度無關。
愛因斯坦認為，由於電子一次只能吸收一個光子的能量，而光子的能量又與頻率成正比，當光子的頻率低於某個特定的值時，電子就得不到足以掙脫原子核束縛的能量，因此就無法產生光電效應。
因為愛因斯坦提出的“光具有粒子性”與當時經過千錘百煉的光的波動理論相互矛盾，所以該理論一經提出馬上就遭到了眾多科學家的質疑甚至是反對，其中就包括著名的實驗物理學家羅伯特.密立根（他首次測出了電子電荷的數值），為了反駁這個理論，他花費了大量的時間來做了很多有關光電效應的實驗，但有意思的是，在1916年的時候，羅伯特.密立根宣佈他的實驗結果最終證實了愛因斯坦是正確的……
（圖為羅伯特.密立根）
於是愛因斯坦在1921年因此而獲得了諾貝爾物理學獎，而羅伯特.密立根也緊隨其後，在1923年，他也獲得了諾貝爾物理學獎。
通過以上的瞭解，我們知道了“光具有粒子性”是經過眾多科學家的不懈努力而得出的可靠結論，所以我們可以據此簡單地認為，當我們瞄準外太空，打開手電筒時，不管是朝著天空照射1秒後關閉，還是1個小時後關閉，其實都是手電筒向外太空發射了大量的光子。而從粒子的角度來看，光子是一種質量（靜止質量）和電荷都為零，並且半衰期無限長的基本粒子，這就意味著，只要沒有受到阻礙，手電筒發出的光就可以一直在外太空中飛行。
但我們都知道，地球大氣層裡彌散著大量的物質，可以想象的是，手電筒發出的大部分光子都會被這些物質吸收，甚至還可能出現它們還沒有跑出地球的大氣層就“全軍覆沒”的情況。當然了，在很走運的情況下，還是會有少部分光子可以“逃”出來，但外太空並不是想象中的空無一物，所以說這些光子也很可能在漫長的飛行中被宇宙中的其他物質所吸收，也就沒有機會到達所謂的宇宙邊緣了。
可能有人要問了，假如手電筒發出的某些光子能夠完美地避開所有的障礙，那麼它們到底能否飛到宇宙邊緣呢？
很遺憾，答案依然是否定的，這是因為我們所處的宇宙是處於一種膨脹狀態，並且距離越遠膨脹的速度就越快，在這種情況下，那些離我們非常遙遠的天體就會以超過光速的速度遠離我們而去。而因為光子的速度是恆定的光速，所以即使是這些光子能夠完美地避開所有的阻礙，它們也只會無休無止地在宇宙空間中飛行下去，永遠都無法飛到宇宙邊緣。
值得一提的是，正是因為這個原因，在人類沒有擁有超光速或者超空間技術之前，我們都會一直被困在可觀測宇宙之中，並且在這個範圍內的星系還會越來越少。
好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見`
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