為了解答這個問題,先來聽一個關于喬(Joe)的故事,一個可觀察到的第一個存在光子的故事。
在很久很久之前,沒有星星,沒有星系,沒有行星,當然更沒有人。只有一個巨大的熱等離子體氣體球,里面電子和質子自由翱翔,跳躍出彼此華麗的舞蹈。
喬(Joe)就像所有其他光子一樣,被困在里面,因為電子和質子不會讓他離開。如此,他也只是無意識地在熱等離子體氣體的大球中四處反彈。之后,在那致命的一天,事情發生了變化:困住他的大球里面開始互相結合生成氫原子!
與電子和質子不同,氫原子并不想囚禁光子,所以喬突然就自由了!他高興地與他身邊的一些光子朋友飛到宇宙廣袤空蕩的空間中去。但空間并不是完全空的。他飛過正在燃燒青春激情的第一顆恒星。他參觀了眾多嬰兒星系,每一個都是非常獨特和美麗的。他飛到大量來自最近的超新星爆炸的嬰兒光子邊上。他沿著黑洞的重力場飛行,最后他知道如果他掉到黑洞里去的話,他就會永遠消失。他飛過一個雄偉的星云,看著新的恒星在慢慢地誕生。
喬(Joe)飛啊,飛啊,飛啊。他飛了這么久,宇宙的范圍不斷膨脹,而且它仍在擴大。喬(Joe)的波長變長,顏色也發生改變,但他仍然是喬,只不過是老喬而已。
然后,有一天,他飛到銀河系并進入有著46億歲年齡的太陽系。他飛到地球的大氣層中,被空氣中的分子痛苦地撞擊著。他飛到新澤西州,飛向一個巨大的射電望遠鏡。然后,突然,就像在138億年前剛開始一樣,喬的奇妙的旅程戛然而止。
那是在1965年。喬是一個許多被稱為宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background)的光子,是宇宙中最古老的光子集合,是從大爆炸(Big Bang)后發射出來的第一縷光芒。正是由于喬和他勇敢的小伙伴,人類現在才有證據表明,宇宙大爆炸發生在約138億年前!
所以,回答這個問題-由光子組成的光可以任意地旅行(只要不中斷)。隨著時間的推移宇宙不斷膨脹變大,他們的波長會被拉長,最后會變成不可見光形式的微波,但光子本身不會自行消失。他們的行進軌跡會被沿途所經過的諸如黑洞等大質量天體所影響,只要前面無所阻擋的話,他們將在相同的方向永遠旅行下去。
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