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光線が（たとえば）地球の表面から宇宙の外部に投影されるとき。条件は、無限大（真空中でのみ移動）まで障害物がないことです。私の質問は、その光線はどこまで進むことができるかということです。
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また、光線の代わりに同じ条件のレーザービームを考えると、どこまでレーザー光線は行きますか？
両方の状況を比較してください。
そして、光（光線とレーザー光線）はある程度の距離を移動した後に停止しますまたは end ？
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- なぜ'賞金があるのかよくわかりません。 iantresmanによる回答は、質問に非常によく答えています。
- @ HDE226868に同意します
- 重複の可能性： physics.stackexchange.com / q / 18555/2451 、 physics.stackexchange.com/q/105980/2451 およびその中のリンク。
- あなたの最初の質問は本質的にこれのわずかな変形です：宇宙の中心に位置する星からの光の何パーセントが直接宇宙の端に到達しますか？
- この漫画は賛成、反対、フラグ、削除されました。コメントとして共有したいと思います。みなさんへのメリークリスマス。
答え
理論的には、光子（または光子のビーム）本当に違いはありません）無限の距離を移動し、その間ずっと$ c $の速度で移動できます。
光子にはエネルギーが含まれているため、$ E = h \ nu $、エネルギー節約では、相互作用（原子への吸収など）によってのみ光子を破壊する必要があります。光子を一定の距離の後に単に停止させることはできません。ある種の相互作用。
非常に遠い銀河から見ている光の一部は、数十億年前で移動していることに注意してください。ここに到達するための多くのヨッタメーター。たとえば、ハッブル宇宙望遠鏡に吸収されなかった場合。 、彼らは私たちの銀河を通り抜ける途中で（何か他のものがそれを止めるまで）続けていただろう。
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- その'ちなみに、そのような魅力的な考えは…これらすべてのものがそのような長い間旅したこと私たちに連絡する時間…（'吸収と再放出についての話でこれらの神話的な思索を台無しにすることさえ開始しないでください）
- ええ、でも重要なのは、私たちが見ているものは、そこまで遠くまで移動していない可能性があるということです：P
- 反対票を投じた人は彼らの考えを説明できますか私の投稿が間違っていますか？
回答
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光子は「速度で」移動します光の」が遮られるまで。速度と経過時間から、光が移動する距離を計算できます。
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レーザー光は、まったく同じである「同相」の複数の光子で構成されます。この点で、孤立した光子としてのプロパティ。
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- 光は、ある距離の後に停止しますか？
- 他の何かと相互作用する場合のみ、つまり。原子または別の粒子に当たった後に吸収されます。そうでなければ、それがただ消える理由はありません。
- 'ただ消える理由がないだけでなく、そうすることで消えることさえできません。エネルギー保存の法則に違反します。
- 空間は真空ではなく、光子と相互作用して無限大への移動を妨げる可能性のある薄いプラズマであることに注意してください。
- @iantresman宇宙を薄いプラズマと見なすための情報源を詳しく説明するか、提供してください。真空状態の量子泡の性質を知っていますが、それはあなたが'言及していることですか？ Celtschk-非常に短時間である限り、光子は消滅する可能性があります;）
回答
注意してください光子が無限の時間で無限の距離を移動できることは正しいですが、宇宙の任意の場所に到達することはできません 。
これは宇宙の拡大によって引き起こされ、観察可能な宇宙の外では情報を受け取ることができないという事実にもつながります。
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- 'これは"コミュニケーションの地平線";ウィキペディアの記事では現在、これを将来の展望と呼んでいます。
- おそらく、それを呼び出す方法にはいくつかのオプションがあります。私はネイティブではないので、'確かにわかりません
回答
他の答えへの小さな追加：何も当たらないとライトが止まらないのは確かですが、 赤方偏移するため、光が少なくなります。宇宙の膨張によるエネルギー。たとえば、宇宙マイクロ波背景放射は、原子が形成されたときに放出された光子で構成されています。しかし、当時の宇宙の温度は約$ 3000 \、\ rm K $（約鉄の融点）今日、宇宙マイクロ波背景放射の温度はたったの$ 2.7 \、\ rm K $です。したがって、CMBで見られる光子は、130億年以上も消えることなく移動しましたが、周波数は可視光からマイクロ波まで。
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- これは、個々の光子がエネルギーを失うことを意味しますか？それとも、光子の数が減少することを意味しますか？
- @Aziraphale個々の光子はエネルギーを失います（これがどのように省エネと結びつくかなどについては、このサイトで関連する多くの質問/回答を参照してください）
- フォトンは'エネルギーを失ったり、'赤方偏移したりしません'。残りのフレームでは、それらは放出されましたが、まだ元のエネルギーを持っています。別の休憩フレームで吸収を測定すると（たとえば、' 'を見ると）、赤方偏移しているように見えます。
- @Julian：あなたは2つのことを混乱させています：相対的な動きによる赤方偏移は、宇宙膨張による赤方偏移とは異なるものです。宇宙の地平線で、巨大な物体の"相対速度"が、相対性理論に違反することなく光速に到達できるのもそのためです。" div id = “e29e5405f5″>
は、特殊相対論的な意味でのオブジェクト間の相対速度ではなく、空間自体の膨張です。
回答
光子が相互作用するものがない場合（つまり、真空中で見る場合）、平均自由行程は無限大になります。つまり、指定された方向に永遠に移動し続けます。光子の経路を止めるものは何もありません。したがって、それは恣意的に遠くまで行きます。単一の光子であろうとレーザーであろうと、答えは変わりません。
光子線が決して終わらないという事実は、別の関連する事実に現れます。光の強度$ I $を見るとポイントソースから離れた半径$ r $の球では、強度は$ 1 / r ^ 2 $として低下します。より具体的には、$ P $がそのソースのパワーである場合、$ I（r）= \ frac { P} {4 \ pi r ^ 2}。$分母の$ 4 \ pi r ^ 2 $は、球の表面積にすぎません。
これは比較的些細なことだと思うかもしれませんが、実際には、それは実際にはかなり深い事実です。 20世紀の研究から、光子に似ているがいくつかの違いがある粒子があることがわかっています。これらの1つは$ Z $ボソンです。質量のない光子とは異なり、$ Z $ボソンは巨大です。その質量は約$ 91 GeV / c ^ 2 $で、陽子の約97倍の質量です。 $ Z $ボソンに対応する分析を行った場合、それらは崩壊し、崩壊の長さは$ 10 ^ {-18} m $のオーダーであることがわかります。$ Z $ボソンは平均して約これは、上記の強度に対して異なる関数形式をもたらし、指数関数的に減衰します。実際、この質量は、散逸をもたらす媒体（超伝導体の内部など）で光子を研究することと本質的に同等です。
光子がこれと同じ運命をたどらないという事実は、実際にはその質量がないことの結果です。光子の質量には多くの可能な境界があります。もちろん、非常に遠い距離から光子を見るという事実だけで、光子の質量に（かなり強い）上限が与えられますが、この強い境界を回避する特定の異常なモデルがあるため、おそらく少し欺瞞的です。これまでで最も堅牢でモデルに依存しない境界は、約$ 10 ^ {-14} eV / c ^ 2 $です。つまり、陽子の質量よりも約$ 10 ^ {23} $低くなっています。
回答
光線またはレーザービームは障害物に到達するまで停止しません。
障害物がある場合障害物がなく、光が止まることはありません。 終わりはありません。
回答
それが光線であろうと光線であろうと、光子は吸収されるまで移動し続けます。光子は、光の速度である一定の速度で移動するため、停止できません。つまり、加速または減速できません。ただし、それらの波長は、宇宙の膨張によって時間とともに変化します。つまり、$ E _ {\ gamma} $と$ \ lambda $は反比例するため、波長は大きくなり、エネルギーが緩くなります。
$ E _ {\ gamma} = \ frac {hc} {\ lambda} $。
回答
A “光線ここでは物理学について話しているので、「「光子」として反発する必要があります。
この場合、単一光子とレーザービームの間に違いはありません。すべての光子は停止するまで移動を続け、すべての光子は他の光子と「区別がつかない」（本質的に違いがないという意味で）。レーザービームの光子は同じエネルギーレベルにあり、同じ方向に移動します（完全なレーザーを想定）が、これは質問にとって重要ではありません。
光子は、相互作用することによってのみ停止できます。十分なエネルギーでそれで。相互作用のエネルギーが低い場合、または重力場の場合、光子は偏向しますが、「移動」を続けます。
そして光（光線）を実行します。レーザーのビーム）は、ある程度の距離を移動した後に停止しますか、それとも終わりがありませんか？
光子が宇宙の外を移動できるかどうかを知りたいと思います。光子が宇宙の限界に達すると、それは彼の移動を続け、宇宙自体を拡張します！
回答
ニュートンの第一法則は、外力が粒子に作用しない限り、粒子は一定の速度を持つと述べています。光子には質量がありませんが、それでも光の場合は最初の法則が当てはまります。
- 光線が（たとえば）地球の表面から宇宙の外部に投射されるとき。条件は、 infinity （真空中でのみ移動します。私の質問は、その光線がどこまで進むことができるかということです。
$$ x = vt $$
この場合、$ c = v $ここで、$ c $は真空中を移動する光の速度です。 （定数）そして$ t $は、あなたの質問で与えられた情報に基づいて$ \ rightarrow \ infty $秒のようです。
$ c $はであるため、ライトが移動する距離は、ライトが移動する時間によって異なります。真空中で一定であるということは、次のことを意味します。
$$ x \ rightarrow \ infty $$
- また、光線、レーザーのビームを考えると同じ条件で、レーザーのビームはどこまで進むことができますか？
1と同じです。
両方の状況を比較します。
1つは、無限に進む光線です。真空ともう1つは、真空中を無限に進むコヒーレント光線のいくつかです。
回答
粒子が移動できる距離部分的にその質量によって設定されます。
粒子の質量が7eV程度未満の場合、減衰することなく宇宙を横切ることができます。
コメント
- この結論に至った経緯を詳しく説明しますか？
- "宇宙を横断する"とは何ですか？
- そして、どのようにして"粒子を"減衰させますか？