太阳发出的光，到底能传播多远？能不能到达宇宙的尽头？

太阳发出的光只有极少数能够被太阳系中的各种天体接收（比如说地球从太阳接收到的能量仅仅只有太阳总辐射量的大约22亿分之1），而更多的太阳光则是飞向了宇宙深空。

那么问题就来了，这些光可以在宇宙中无限传播吗？如果可以的话，它们能不能到达宇宙的尽头呢？下面我们就来讨论一下。

太阳发出的光，到底能传播多远？

光同时具有“波”和“粒子”的双重性质（波粒二象性），从“波”的角度来看，光其实就是一种电磁波，根据麦克斯韦电磁场方程组，电磁波其实就是磁场和电场在空间中的交替变化（即变化的磁场会在空间中产生电场，而变化的电场又会在空间中产生磁场），其传播不需要额外的能量，也不需要介质，因此可以说，电磁波在空间中是可以无限传播的。

从“粒子”的角度来看，“光子”是光的最小单位，一束光其实就可以看成是一大堆的“光子”，由于“光子”是一种半衰期无限长的基本粒子，因此它们就可以在空间中无限传播。

据此我们可以得出，在没有遇到其它物质阻碍的情况下，太阳发出的光是可以在宇宙中无限传播的，但问题是，太阳光在传播过程中，到底有多大的概率会遇到阻碍呢？

在过去的日子里，科学家已经根据观测到和数据计算出，宇宙物质的平均密度大概就是每立方米6个质子，这是什么概念呢？

质子的直径大约为1.6 x 10^（-15）米，放大10万亿倍后，其直径约为1.6厘米，就与常见的玻璃弹珠差不多大了，我们简单换算一下就可以得出，假设我们将质子放大到常见的玻璃弹珠那么大，那么同比例增大后的宇宙物质平均密度就是，每100万亿亿亿立方公里（10^30立方公里）的空间，存在着6个直径为1.6厘米的玻璃弹珠。

可以想象的是，太阳发出的光在物质密度如此稀疏的宇宙空间中传播，就算不能无限传播下去，也差不了多少了。

所以我们可以认为，太阳发出的光，除了极少数被吸收了之外，其它的绝大多数都可以在宇宙中传播很长很长的时间，由于太阳诞生于大约46亿年前，因此太阳最早发出的光已经传播到46亿光年之外，而随着时间的流逝，它们将在未来传播到更远的地方去。

既然如此，那太阳发出的光，能不能到达宇宙的尽头呢？

很遗憾，答案是否定的，原因就是科学家早已观测到，我们所处的宇宙一直在膨胀。

想象一下，假设在一个不断膨胀的气球表面有两个点，那么这两个点之间的距离就会因为气球的膨胀而不断地增加，从而造成这两个点相互远离，而随着距离的不断增加，这两个点相互远离的速度就会越来越快。

宇宙的膨胀也与之类似，观测数据显示，宇宙中两个点的距离每增加1百万秒差距离（约为326万光年），它们因为宇宙膨胀而互相远离的速度就会增加大约68公里/秒，根据这个数据我们就可以计算出，当宇宙中两个点之间的距离为大约144亿光年的时候，它们互相远离的速度就达到了光速。

这就意味着，假如现在就有一颗恒星刚好位于距离太阳144亿光年的位置上，那么它向太阳发出的光将在以光速向太阳前进的同时，又因为宇宙的膨胀而以光速远离太阳，两种速度相互抵消之后就为零（相对于太阳），在这种情况下，这颗恒星发出的光就永远无法到达太阳。

反过来讲，太阳发出的光也会因为同样的原因而永远无法到达这颗恒星。

上图标示的这个暗淡的星系是“已知最远星系”的候选者之一，它被称为“MACS0647-JD”，与地球的距离约为133亿光年，由于光速的限制，它发出的光经历了漫长的时间才会到达地球，进而被我们观测到，也就是说，我们看到的其实是这个星系很久很久之前的样子。

根据科学家的计算，在宇宙膨胀的推动下，现在“MACS0647-JD”星系与我们的实际距离大约为322亿光年。

至此我们就知道了两条信息：1、太阳发出的光永远无法到达距离我们144亿光年之外的天体；2、至少在距离太阳322亿光年的位置上还有其它的星系（我们地球与太阳的距离在此可以忽略不计）。

根据这两条信息我们就可以得出，就算宇宙是有尽头的（其实我们并不知道宇宙有没有尽头），并且光还可以在宇宙中无限传播，太阳发出的光也会因为宇宙的膨胀而永远无法到达宇宙的尽头。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。