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不可思议!光在宇宙中竟存在曲线传播,违背我们认知的常识

Weave 2020-09-09 最新文章

从初中学物理开始,老师便告诉我们一个常识,光是沿直线传播的,在不同的材料中,光的传播会发生折射,但并没有改变光沿直线传播的属性,而在我们的认知中,也一直认为光是沿直线传播的。

在日常生活中,由于距离和观察方位的不同,我们看到的人和物的形象,有远近、高低、大小、长短之分。例如:日常生活中的影子成像,就是光沿直线传播的现象,因为不同距离、不同位置的光照,影响成像的大小和位置,而生活中还有很多关于光沿直线传播的现象,如小孔成像、平面镜反射、太阳伞遮阳等等。

小孔成像

可以说,光在地球上,不论是何种材料或介质,我们似乎都没有发现过光会弯曲传播的,那光是否真的一直就是沿直线传播的呢?

远小近大,是地球上的一个原理,是光沿直线传播中的最主要的一个体现,在地球上只要是光线传播,就不可能违背这个现象的。

然而,我们生活中所看到的光沿直线传播,是否真的就是如此呢?

对于地球这个静止的天体来说自然是对的,那对于宇宙这个大系统而言,光却并非真的沿直线传播。

我们都知道,宇宙是远比地球还要神秘的存在,地球是相对静止的,而宇宙则可能是不断膨胀的。

宇宙中的光,经过千辛万苦到达地球,而我们看到的并非星系本身,而是这个星系的光子在宇宙传播后汇聚产生的图像,但由于宇宙是不断膨胀的,最后成的像反而与地球成像不一样。

造成这一现象最直接的原因是和宇宙中天体的视觉有关。

远处的星系被放大的原理图

假设星系两端各有一个光子朝地球飞来,前来的过程中,两个光子的空间也会随着宇宙的膨胀而膨胀。

也就是说,光子一边汇聚到我们这里,一边也在相互远离,所以走的不是直线,而是曲线,我们反推回去的星系形状,实际是星系被放大的虚像。当天体离我们比较近的时候这个效应不明显;只有距离相当远,宇宙膨胀才起作用。

简单来说,我们看到越远的星系,反而是越大的,越近的星系则越小,与地球上看到的远小近大是相违背的。

宇宙中天体的视觉,违背远小近大的这一规律,与宇宙的组成成分也有关。

宇宙的组成

宇宙是由普通物质、暗物质、暗能量组成的,其中普通物质却只占宇宙的5%左右,25%的是暗物质,这30%可以统称为物质项,因为它们都会参与引力作用相互吸引,来抑制宇宙的膨胀,而剩下的70%是我们至今尚且捉摸不透的暗能量。

而影响透视的只有两大因素了,一个是物质项,一个是暗能量项。暗物质和暗能量的比例会影响宇宙的透视,这一结论也曾有科学家做过实验,最后推论出这个结果。

但在宇宙中,却又并非是没一个视点所看到的都是远大近小的视觉效果,这与所处宇宙的位置有关,有人推测,这其实是和宇宙中暗物质和暗能量的组成比例有关。而当宇宙以完全由暗能量组成时,远小近大的透视现象才始终不会失效。

星云图

总的来说,宇宙中的透视效果改变了光的方向,扭曲了光子的传播途径,这也造成了光没沿直线传播,产生了一种远大近小的视觉,这是与宇宙的组成成分有关。

当然,宇宙中也还存在着许多其他不可思议的东西存在。

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(图片来源于网络)

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