光子只要不被物質(zhì)吸收是可以永久存在的，就像陽(yáng)光可以經(jīng)歷億千米，來(lái)到地球普照萬(wàn)物。

(資料圖片)

光子會(huì)消失嗎？

如果此刻，你遠(yuǎn)在4000光年外的星球上，用足夠精密的望遠(yuǎn)鏡跟蹤著地球，望遠(yuǎn)鏡可以直播夏商周的盛況。

光如果不被物質(zhì)所吸收是否就能一直行進(jìn)下去？這涉及到宇宙的邊界問(wèn)題。

舉個(gè)例子：假設(shè)距離地球最遠(yuǎn)的宇宙邊界在100億光年處，此刻攜帶著“我正在碼字信息”的光子以地球?yàn)橹行?，向全宇宙發(fā)射出去，光子將會(huì)在100億年后到達(dá)宇宙的邊緣，如果那里有生命，它們只有在100億年后才能看到我此時(shí)此刻正在干什么。

實(shí)際上，基于哈勃觀(guān)察、宇宙微波背景輻射等理論告訴我們： 宇宙不是靜態(tài)的，它就像氣球被吹起來(lái)膨脹著，而且膨脹速度與距離成正比， 我們能觀(guān)測(cè)到的宇宙為930億光年，可觀(guān)宇宙之外還有宇宙，只是之外的空間膨脹速度超越了光速，之外的星球正以超光速離我們而去，光子無(wú)法把那里的信息送過(guò)來(lái)。

這意味著此刻地球的信息，即使不被沿路的物質(zhì)所吸收，也永遠(yuǎn)追不上超光速的星球，光子所攜帶的信息將在宇宙中永遠(yuǎn)的飄蕩下去，永久保留。

那么光源亮，屋子亮，光源滅屋子就黑，光子哪去了？

我們做一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)：你有個(gè)遠(yuǎn)程電源開(kāi)關(guān)，可以控制一個(gè)封閉房間的光源。

一按電源，光源立刻釋放光子，房間燈火通明（你看不到）。

松開(kāi)開(kāi)關(guān)，房間立刻會(huì)暗下來(lái)（你看不到）。

即使看不到，實(shí)驗(yàn)結(jié)果你肯定是認(rèn)同的，因?yàn)槊刻焯旌诹宋覀兌荚诮?jīng)歷相同的事。那么接下來(lái)，我要告訴你，你的直覺(jué)是錯(cuò)的，錯(cuò)的原因有幾個(gè)：

第一個(gè)：電源打開(kāi)，屋子對(duì)你來(lái)說(shuō)不一定是燈火通明的，這取決于光源釋放了什么光。比如： 釋放的是紫外線(xiàn)波段的光，即使你在屋子內(nèi)，屋子也是漆黑一片，因?yàn)槟憧床坏阶贤饩€(xiàn)，只能看到可見(jiàn)光， 但對(duì)于能接收紫外線(xiàn)的蜜蜂來(lái)說(shuō)房間是燈火通明的。

第二個(gè)：即使是可見(jiàn)光，光源關(guān)閉之后，屋子里也不一定是暗的（理論上）。如果屋子里所有物質(zhì)無(wú)法完全吸收可見(jiàn)光，那么不被吸收的光會(huì)在物質(zhì)間一直反射下去。

第三個(gè)：如果你理解了前兩點(diǎn)，那你就應(yīng)該明白， 當(dāng)光源開(kāi)著屋子是暗是亮取決于屋子里此刻存在的光子是否能被你眼球中的感光細(xì)胞所吸收并反饋給大腦。

第四個(gè)：如果你在屋里，意味著只要光源關(guān)閉，屋子里必然是黑的，因?yàn)槟阒荒芙邮湛梢?jiàn)光，如果可見(jiàn)光沒(méi)了，屋子就是漆黑一片，而你的眼球又是一個(gè)吸收源，光速每秒3億米，哪怕光子需要在屋子里不斷反射經(jīng)歷3億米才可以進(jìn)入你的眼球，當(dāng)光源關(guān)閉只需要1秒，你就可以吸收到所有可見(jiàn)光，房?jī)r(jià)立刻變暗。當(dāng)然這是夸大了，光子無(wú)論如何反射，房間的造型無(wú)論多奇葩，光子都不需要經(jīng)歷3億米，因此在你的感覺(jué)中，房間是在光源關(guān)閉后立刻變暗。

因此 光源關(guān)閉，屋子變黑的答案是光源發(fā)出的一部分光子被物質(zhì)所吸收（包括人所穿的衣服、皮膚等等），一部分被你看不見(jiàn)（可見(jiàn)光之外的波段，例如紅外線(xiàn)），一部分被你的眼球所接受。

那么光子有沒(méi)有可能永遠(yuǎn)留在屋子內(nèi)呢？

答案是不可能的。如果存在100%完全反射的物質(zhì)，你用它來(lái)制造墻面、地面、頂棚，并且保證完全密封，光子是可以永遠(yuǎn)留存的，但是并不存在這種物質(zhì)。

即使假設(shè)存在這種物質(zhì)，你也無(wú)法判斷屋子里是否永遠(yuǎn)亮著，因?yàn)槟阆肱袛啵瑒?shì)必要觀(guān)察， 觀(guān)察意味著你眼球要接收“原本可能能永久反射或留存的光子”， 你只要一看，它們就立刻被你的“眼睛”吃了，屋子又暗了。

那么可以用100%完全反射材料制成的機(jī)器人進(jìn)去檢測(cè)一下？實(shí)際上，這和人眼沒(méi)什么區(qū)別，你想得到房間里是否有光子存在的信息，勢(shì)必要用驗(yàn)光儀器接收光子。

圖：哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝到的星光

檢測(cè)會(huì)使光子消失，與光子是否一直存在是對(duì)立的 ，因此這個(gè)實(shí)驗(yàn)沒(méi)辦法做。但是基于光子的性質(zhì)，我們知道 光子可以永久存在，就像遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光，可以穿過(guò)上百億光年的距離，被我們的天文望遠(yuǎn)鏡所捕獲。