光在宇宙中的传播是什么样的,光在宇宙中真的是直线传播吗

我们都知道光线是沿直线传播的,比如我们在漆黑的夜晚打开强手电,或者开车时打开远光灯,或者一些灯光表演,会发现光柱笔直的射向前方,但实际上光线并非总是沿直线传播,甚至可以说光线无法沿直线传播,这种情况适用于整个宇宙。

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光线沿直线传播的情况,应该是处于时空和介质都一定均匀的时候,但是在宇宙中有这样的时空吗?可以说根本没有,所以光线在宇宙中也无法一直以直线传播,因此光线以直线传播的方式甚至可以说宇宙中在是根本不存在的,只是大部分时候其弯曲的幅度都很小,我们也就在观念上认为光是直线传播的了。

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其实光线本身就是一种电磁波,是以波状前进的,可见光传播的状态有直射、折射、衍射、反射等,这是因为它在前进的路途中会受到传播介质和天体引力场的影响,比如镜子可以反射光线,三棱镜可以折射光线,都是因为玻璃使得光线发生了弯曲。

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而我们最常见的太阳光通常也是弯曲的,它在照射向地球的时候,开始时会受到自身引力场的影响,之后在前进的过程中还会受到星际分子(主要是太阳风电离子)的影响,来到地球的时候,又会受到地球引力场和大气层的影响,特别是地球大气层,对太阳光的影响作用很大,因为空气虽然是透明的,但是大气层中的空气分子密度不均,这就使得太阳光的光线发生了折射式弯曲,所以在早晨和傍晚的时候,我们看到太阳处于地平面上之时,实际上太阳基本已经处于地平面之下了。

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再比如我们看到的月食现象,当地球挡住射向月球的太阳光的时候,按理说我们应该完全看不到月亮,但是这时候我们仍然能看到暗淡很多的红色的月亮,这正是因为太阳光中的红外线由于波长比较长,在透过地球大气层之后折射到了月亮上面,所以我们能看到发生月食之后的红月亮。

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日食发生的时候也是如此,天文学家们甚至可以利用望远镜看到日食发生时太阳背后的星体,这也是由于太阳背后星体的光线受到太阳引力场以及太阳大气折射的弯曲而被观察到的(引力透镜作用)。

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所以,由于传播介质和引力的影响,其实可以说光线的传播一直在拐弯,宇宙中有着太多的发光体,比如恒星、中子星、白矮星、类星体乃至一些星系等,然而其实我们看到的这些天体的位置,并不一定是在直线角度上的位置,因为它们发出的光线在经历了漫长的时空,不同的介质之后,都已经发生了偏移,而且宇宙的暗物质比可见物质更多,它们也会造成一种引力透镜现象,使得光线发生弯曲。

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而在黑洞的附近,光线的弯曲就更加厉害了,在黑洞的视界边缘,光线实际上很可能已围绕黑洞转了无数圈,让光线弯曲的程度远超其他天体,所以如果能在黑洞的视界边缘附近观察,那么所看到的外界天体等事物,其实根本不在所看到的位置上。

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