如果晚上打開手電筒，它發出的光束能飛到宇宙邊緣嗎？

引言：光速是宇宙極限速度，為3*10^8/s。那麼，手電筒發出的光能否瞬間衝出地球，去到深空中？科學家給出大家意料之中的答案，但你知道這究竟是為何嗎？

著名科學家愛因斯坦曾言，光速是宇宙事物的極限速度，宇宙內所有具有靜態質量的事物的運動速度都無法等於或超越光速，只能無限接近於光速。此外，愛因斯坦還總結出了有趣的「鐘慢效應」，該效應表明，事物運動速度越快，其周圍時間流逝的速度便越慢，當事物運動無限接近於光速時，它所經歷的時間可看作是靜止的。

根據愛因斯坦所表述的思想及提出的理論，科學家還分析並計算了時間縮短倍數。當運動速度達80%光速時，時間縮短倍數約為1.66倍；當事物運動速度達90%光速時，時間縮短倍數為2.29；而當事物運動速度無限接近光速，即為99.9999%光速時，事物所經歷的時間的縮短倍數高達707。所以，不論從數學還是從物理的角度來看，事物運動速度的確會影響事物所經歷的時間。

每當談起光速，人們除了感嘆光速的迅捷之外，還常會思考，宇宙內是否存在比光速更快的速度。事實上，宇宙中存在比光速更快的速度，只是速度發出者不是普通事物，而是宇宙本身或超光粒子或其他十分獨特的事物。據科學家測算，宇宙自誕生之日起至今，一直處在高速膨脹狀態，在距地球約140億光年以外的區域，宇宙正以超過光速數倍的速度快速膨脹。除了宇宙，超光速粒子的運動亦遠遠超過光速，在主要由超光速粒子組成的快子世界中，光速宛如龜速。

除思考宇宙中是否還存在比光速更快的速度外，部分腦洞較大的讀者或還曾思考過另一個有趣問題，打開手電筒，光束會瞬間跳躍出來，而光束中又包含無數光子，那麼，朝著宇宙天空的方向打開手電筒，光速能否穿出地球，抵達宇宙深處？

在分析這個問題之前，我們先看另一個類似的問題：我們為什麼能感受到陽光。首先，陽光由太陽發出，我們感受到陽光的前提是太陽發光發熱。可是，地球與太陽相距約1.5億光年，光束真的能傳播那麼遠的距離嗎？在傳輸的過程中，光子不會損耗不會減少嗎？

實際上，在奔向地球途中，光子一路不停被損耗，太空低溫環境、太空塵埃、星體碎片等都會阻礙與削弱光束。要知道，太陽表面溫度高達6000攝氏度，而我們所感受到的陽光的溫度不超過40攝氏度。從溫度上，我們可以大致可以了解，一路奔波，光束被削弱了許多。

接著回頭看最初的問題，若朝著天空方向打開手電筒，光束能穿出地球，去抵太空嗎？答案是幾乎不可能。手電筒發出的光束中雖然也含一定光子，但光子數量較少，光子所含能量也很弱，這從溫度上可以感知到。在光束前進與傳遞的過程中，光子與其蘊含的能量會不斷被損耗，當被損耗至一定程度時，光束便會消失。因此，由於手電筒發出的光較微弱，它難以去到宇宙深處。

那麼，人類是否已發明了能穿出地球，去抵宇宙深空的發光設備呢？科學家提到了大功率的激光設備。據測試，人類目前研發的功率極大、性能較優的激光設備能成功將光斑映到月球表面，只是，留在月球表面的不再是一個聚合光點，而是一個分散的大光圈，這是因為在傳輸途中，激光所含粒子被削減不少，激光所含能量也減弱不少。說到這，你是否已明白手電筒發出的光為何無法去到深空？

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