Jusquoù la lumière peut-elle aller?

Théoriquement, le photon (ou le faisceau de photons, là nest vraiment pas une différence) peut parcourir une distance infinie, voyageant tout le temps à une vitesse $ c $.

Puisque les photons contiennent de lénergie, $ E = h \ nu $, alors la conservation de lénergie nécessite que le photon ne soit détruit que par interaction (par exemple, absorption dans un atome). Il ny a rien qui puisse faire que le photon sarrête simplement après une certaine distance, il ne peut être arrêté que via une sorte dinteraction.

Notez quune partie de la lumière que nous voyons de galaxies très éloignées a quelques milliards dannées et a voyagé de nombreux yottamètres pour arriver ici. Sils navaient pas été absorbés par le télescope spatial Hubble , par exemple , ils auraient continué leur chemin à travers notre galaxie (jusquà ce que quelque chose dautre larrête).

Commentaires

• Que ‘ est une pensée si fascinante, au fait … Que toutes ces choses ont voyagé pendant si longtemps il est temps de nous joindre … (ne ‘ t même commence gâcher ces rêveries mythiques avec des discussions sur labsorption et ré émission)
• Oui, mais le fait est que celui que nous voyons n’a peut-être pas parcouru tout cela loin: P
• Est-ce que l’électeur négatif pourrait expliquer ce qu’il pense être mal avec mon message?

1. Un photon voyagera « à la vitesse de lumière « jusquà ce quil soit obstrué. À partir de la vitesse et du temps écoulé, vous pouvez calculer la distance parcourue par la lumière.

2. La lumière laser se compose de plus dun photon « en phase », qui a exactement le même propriété à cet égard, comme un photon solitaire.

Commentaires

• La lumière a-t-elle un STOP après une certaine distance?
• Uniquement sil interagit avec autre chose, cest-à-dire. est absorbé après avoir frappé un atome ou une autre particule. Sinon, il ny a aucune raison pour quil disparaisse.
• Il ny a ‘ aucune raison de disparaître, mais il ne peut même pas disparaître, car cela violer la conservation de lénergie.
• Il peut être intéressant de noter que lespace nest pas un vide, mais un plasma fin, qui peut interagir avec le photon, lempêchant de voyager à linfini.
• @iantresman Veuillez élaborer ou fournir une source pour considérer lespace comme un plasma fin. Je suis conscient de la nature de la mousse quantique de létat de vide, est-ce à quoi vous ‘ faites référence? Celtschk- le photon peut disparaître tant quil le fait très brièvement;)

Notez quil est exact quun photon peut parcourir une distance infinie en un temps infini, mais il ne peut pas atteindre nimporte quel point souhaité dans lunivers .

Ceci est causé par lexpansion de lunivers, ce qui conduit également au fait que nous ne pouvons pas recevoir dinformations en dehors de lunivers observable.

Commentaires

• Jai ‘ entendu cela appelé le  » horizon de communication « ; larticle de Wikipedia lappelle actuellement un horizon futur .
• Il y a probablement plusieurs options pour lappeler; Je ne suis pas natif, je ne ‘ pas sûr

À condition quil ny ait rien avec lequel le photon interagit (cest-à-dire que nous le regardons dans le vide), le libre parcours moyen sera infini; cest-à-dire quil continuera à voyager pour toujours dans une direction donnée. Il ny a rien qui arrêtera le chemin du photon. Par conséquent, cela ira arbitrairement loin. Que vous ayez un seul photon ou un laser, la réponse ne changera pas.

Le fait que les lignes de photons ne finiront jamais se manifeste par un autre fait pertinent. Si vous regardez lintensité $ I $ de la lumière sur une sphère de rayon $ r $ éloignée dune source ponctuelle, lintensité diminue comme $ 1 / r ^ 2 $. Plus précisément, si $ P $ est la puissance de cette source, alors $ I (r) = \ frac { P} {4 \ pi r ^ 2}. $ Le $ 4 \ pi r ^ 2 $ dans le dénominateur est juste la surface de la sphère.

Vous pouvez penser que cest relativement trivial, mais en fait , cest en fait un fait assez profond. Nous savons daprès les travaux du XXe siècle quil existe des particules similaires aux photons, mais avec quelques différences. Lun deux est le $ Z $ -boson. Contrairement au photon sans masse, le boson $ Z $ est massif. Sa masse est denviron 91 $ GeV / c ^ 2 $, soit environ 97 fois plus massive quun proton. Si vous avez fait lanalyse correspondante pour les bosons $ Z $, vous « d découvrirez quils se désintègrent, et la longueur de désintégration est de lordre de 10 $ ^ {- 18} m $. Un boson $ Z $ ne voyagera en moyenne quenviron Cela conduit à une forme fonctionnelle différente pour lintensité ci-dessus, qui aura un amortissement exponentiel. En fait, cette masse équivaut essentiellement à étudier les photons dans un milieu qui assure la dissipation (par exemple à lintérieur dun supraconducteur).

Le fait que le photon ne subisse pas ce même sort est en réalité une conséquence de son absence de masse. Il existe de nombreuses limites possibles sur la masse de photons. Bien sûr, le simple fait de voir des photons à de très longues distances fournit une limite supérieure (assez forte) sur la masse de photons, bien que cela soit peut-être un peu trompeur car il existe certains modèles inhabituels qui évitent cette forte borne.Les limites les plus robustes et indépendantes du modèle dont nous disposons à ce jour sont denviron 10 $ ^ {- 14} eV / c ^ 2 $, soit un facteur denviron 10 $ ^ {23} $ inférieur à la masse du proton.

Un rayon de lumière ou un faisceau laser ne sarrêtera pas tant quil natteindra pas une obstruction.

Sil y a aucune obstruction, la lumière ne sarrêtera JAMAIS. Il na pas de fin.

Que ce soit un faisceau ou un rayon de lumière, les photons continueront à voyager jusquà ce quils soient absorbés. Les photons ne peuvent pas sarrêter parce quils se déplacent à une vitesse constante, la vitesse de la lumière, cest-à-dire quils ne peuvent pas accélérer ou décélérer. Cependant, leurs longueurs donde changent avec le temps en raison de lexpansion de lunivers, cest-à-dire que leurs longueurs donde deviennent plus grandes et perdent de lénergie en tant que telles parce que $ E _ {\ gamma} $ et $ \ lambda $ sont inversement proportionnels,

$ E _ {\ gamma} = \ frac {hc} {\ lambda} $.

Un « rayon de lumière « doit être repoussé comme » photon « car ici on parle de physique.

Entre un seul photon et un faisceau laser, dans ce cas, il ny a pas de différence. Chaque photon continuera son voyage jusquà larrêt, chaque photon est « indiscernable » des autres (dans le sens où ils ne sont pas différents intrinsèquement). Les photons dun faisceau laser ne sont quau même niveau dénergie et voyagent dans la même direction (en supposant un laser parfait) mais cela na aucune importance pour la question.

Un photon ne peut être arrêté quen interagissant avec assez dénergie. Si linteraction est dénergie inférieure ou est un champ gravitationnel, le photon sera dévié mais continuera à « bouger ».

Et la lumière (rayon de lumière et faisceau laser) sarrête après avoir parcouru une certaine distance ou il na pas de fin?

Je pense que vous voulez savoir si un photon peut voyager en dehors de lUnivers . Si un photon atteint la limite de lUnivers, il continuera son voyage, étendant lUnivers lui-même!

Newton « s première loi déclare quune particule aura une vitesse constante à moins quune force externe nagisse sur elle. Le photon na pas de masse, mais néanmoins la première loi est toujours vraie dans le cas de la lumière.

1. Lorsquun rayon de lumière est projeté, (disons) de la surface de la Terre vers lextérieur dans lespace. La condition est quil ny ait pas dobstruction jusquà infinity (il ne voyage que sous vide). Ma question est la suivante: jusquoù ce rayon de lumière peut-il aller?

$$ x = vt $$

Dans ce cas $ c = v $ où $ c $ est la vitesse de la lumière voyageant dans le vide (une constante) et $ t $ semble $ \ rightarrow \ infty $ secondes en fonction des informations données dans votre question.

La distance parcourue par la lumière dépend du temps quelle parcourt car $ c $ est constante dans le vide ce qui implique:

$$ x \ rightarrow \ infty $$

2. Aussi, au lieu dun rayon de lumière, si je considère un faisceau de laser avec les mêmes conditions, jusquoù un faisceau laser peut-il aller?

Identique à 1.

Comparez les deux situations.

Lune est un rayon de lumière voyageant à linfini dans un vide et lautre est plusieurs rayons de lumière cohérente voyageant à linfini dans le vide.

La distance quune particule peut parcourir est en partie fixé par sa masse.

Si la particule a une masse inférieure à quelque chose comme 7 eV, alors elle pourrait traverser lunivers sans atténuation.

Commentaires

• Voulez-vous expliquer comment vous êtes arrivé à cette conclusion?
• Quest-ce que  » traversant  » lunivers?
• Et comment  » atténuer  » une particule?