手电筒或激光笔的光能射到外太空去吗

     手电筒内有一个小型的白炽灯，也就是我们所说的灯泡，当电流通过灯丝的时候，就会发热发光。而白炽灯周围有一个凹面镜，能够把灯泡的光以平行的形式照射出去，这样的光线会随着距离的增加而快速扩散，蔓延，有着非常大的扩散性。而地球和月球之间的距离长达38万公里，就算不考虑大气层内灰尘和空气的阻挡，光束在到达月球之前就已经逃散得无影无踪了。因此，手电筒的光是不可能照到月球上的。

       实际上，光线照射距离的远近和光源的功率有关，功率越大就能照得越远。上个世纪三十年代，通用电气制造了一种先进的探照灯，这种探照灯使用陀螺仪灯架，拥有直径长达152厘米的凹面镜来反射，并且有专门的发电机，功率高达15千瓦，照射距离能够达到56公里。但即便是这么先进的探照灯，也无法照到月球上，更不用说小小的手电筒了。

        用手电筒朝天上照射一秒，就产生了一秒的光，这秒光已经有299792458米长。当然这是在真空中传播的速度。光在空气中传播速度只有微弱的减小，是真空速度的99.992%，为299552816米。所以用手电朝天上射一秒钟，我们还是按大致的算法30万公里来计算吧。这一秒钟的光段有30万公里长，会一直沿着直线向远处飞去。

     理论上，如果没有任何原子阻挡的话，又没有引力牵制的话它会一直飞到天荒地老，永不停歇。由于宇宙是个有界无边的球体，无限的曲率会使这束光围绕着宇宙一周，回到发出这束光的地方。但宇宙太大了，可视范围就有930亿光年直径，不可视范围没有人知道有多大，因此这束光只会一直走下去，没有返回来的时候，因为那个时候宇宙早就毁灭了。

     因为宇宙中并不是什么都没有，在广袤的太空，尽管空间真空程度比地球制造的最高真空还要强上多少亿亿倍，但还是有稀少的带电粒子，每立方厘米还会有几个粒子，这些粒子都会吸收光线。地球上人工制造的真空，在真空度几十亿分之一气压的电视机真空显像管里，每立方厘米空间还会有几百个亿个空气分子；科学界最强高能加速器的真空管道里，最高真空也只能达到每立方厘米上千个空气分子的水平。

       而且手电筒的光不但很弱，而且很散，不是一段集中的光，因此用不了多长距离就会被散射消耗吸收掉了。地球上空气密度很高，手电的光还没有出大气层就被消耗掉了。也就是说不需要一秒钟就没了。而且手电筒的光不但很弱，而且很散，不是一段集中的光，因此用不了多长距离就会被散射消耗吸收掉了。

       地球上空气密度很高，手电的光还没有出大气层就被消耗掉了。也就是说不需要一秒钟就没了。月球据我们地球平均距离为38万公里。这么强大的激光并用望远镜准直接受，才能精确捕捉一个光子，想想手电筒的光就只能呵呵了。有人做过一个模型测算，人类肉眼1亿公里的距离就很难看到地球了，在10光年的距离就基本看不到太阳了。相比之下，手电筒的光在宇宙中穿梭，能走多远呢？自己想吧。

在夜晚拿着手电筒照射天空，随着手臂的飞舞，有点星球大战中光剑的感觉。手电筒发出的光照向天空，即使手电筒关闭了，这些光也会将会继续传播。那这些光的最终命运如何呢？

从手电光说起

托马斯·爱迪生发明了实用型电灯，伏特发明了最早的原始电池，而康拉德·休伯特发明了最早的手电。

手电筒发出的光是由电能转变而来的，本质上就是化学能转变为电磁能，光就是一种电磁能量。光是电磁波（电磁波是交互变换的电磁场），手电筒能够发出红外光和可见光，而人眼只能看见手电筒发出的可见光。光具有波粒二象性，既可以看作光子，又可以看作光波。

手电筒灯泡发出的光经过抛物面形状的反光罩的反射，近似于平行光，不过随着传播距离的增加，仍然会逐渐发散。

关闭手电筒后，光柱虽然消失了，但光并没有消失，还在继续传播

当我们用手电筒在夜间进行照明时，会形成光柱，这是空气对手电光产生的漫反射。当关闭手电筒后，基本上就两眼一抹黑了，光柱也消失了。但是手电筒之前发出的光并没有消失，还在继续传播。仅在关闭手电筒的1秒钟之内，这些光就被反反复复地反射了上亿次，在一瞬间就被物质吸收没了。

为什么说是上亿次呢？因为光在真空中一秒钟之内就能传播30万千米，而光在空气中的传播速度与真空中的传播速度相差无几。

以一个房间为例，房间中最长的尺度也就10来米，房间中的灯关闭后，这些光基本上还在屋内反复传播，千万分之一秒的时间内就完成了数次反射，在人眼还没有反应过来的时候，残余手电光的强度就已经弱的不能被人眼所察觉。

关闭手电筒后，这些光还在继续传播，只是大部分光的传播过程的持续时间连一秒钟都不到。关闭手电后手电光在大气中形成的光柱，一瞬间就消失不见了，就是因为那时进入人眼中的手电光太弱了。

经过一段时间后，手电筒发出的绝大部分光将会被周围的物质吸收

我们知道，光遇到反光的物质会被反射，遇到透明的物质能够透射过去，不过在这个过程中，光始终会被物质吸收。经过反复的反射或透射，光子与物质发生作用，一束光中的光线或者光子将被大量吸收，成为物质能量的一部分。

手电筒照射天空，必然会穿过空气或云层，在这个过程中，光的强度就会减弱很多。手电筒的照明距离一般只有几百米，就是因为光在介质中传播时会发生衰减。光在穿越空气的过程中会被吸收，被照明物体反射手电光时也会吸收一部分手电光。

最终只有极少部分手电光能在宇宙中永远传播，但是却到达不了宇宙尽头

即使我们在外太空向宇宙深处射向一束手电光，这些光大概率也会被吸收或阻挡。因为宇宙并不像看上去那么空空荡荡，除了各类肉眼可见的大型天体，宇宙空间中还弥漫着大量的尘埃、分子云团等物质。虽然很稀薄，但是仍然存在吸收或阻碍作用。

光在真空中传播时不需要额外力量来维持，会始终保持着光速运动，即使有少部分光没有被物质吸收，没有落入黑洞，也只能在宇宙中永远传播下去。直到宇宙终结，可能也到不了宇宙尽头。

为什么呢？因为光的传播速度是有限的，而宇宙空间不仅很大，其膨胀速度还能够超过光速。

目前宇宙的年龄大约为137亿年，而可观测宇宙的直径大约为930亿光年，宇宙的实际大小比这还大。早在上世纪，天文学家哈勃就发现我们的宇宙正在膨胀。几十年后，新的观测手段让我们发现：宇宙不仅在膨胀，而且在暗能量的作用下，它正在加速膨胀。

宇宙没有膨胀中心，空间处处都在膨胀。站在观察者的角度来看，自身不动，由于空间在膨胀，周围其它的物体都在远离自己，并且距离越远退行速度越快。这类似于膨胀的气球，气球表面任意个点都在相互远离。根据普朗克卫星的最新观测，星系每远离地球大约326万光年，其退行速度就要增加67.8千米每秒。

估算一下，大约在距离地球143亿光年之外的地方，宇宙空间的膨胀速度就超过了光速。太阳诞生于45亿多年前，考虑到宇宙的膨胀，太阳光至少在宇宙中传播了45亿光年远，不过太阳光也永远传播不到宇宙尽头。这意味着，那些极其遥远的恒星发出的光，人类永远也看不到了。

穿透大气进入太空的手电光，传播至太阳系之外，就需要一年多的时间。虽然光手电光传播不到宇宙尽头，但由于空间的膨胀，随着时间的增长，光的波长会被拉长，最终光的能量将会弥散在宇宙空间中，不过光并没有消失。

举个例子，宇宙诞生于大爆炸，直到大爆炸38万年之后，光才在宇宙中开始自由的传播，随着空间的膨胀，如今这些光的波长被拉长，已经变成了微波，这就是宇宙大爆炸的电磁残留信息——微波背景辐射。你看，138亿年前的光还残留至今。

当你打开手机的照明灯射向空中，光会在1.2秒到达月球表面。极少一部分光会被月球吸收，而绝大数光会继续在宇宙中飞行。这些光最终的归宿是哪里？会抵达到宇宙边缘吗？

我直接给出答案，理论上这束光的确可以达到宇宙边缘，但是现实情况是不可能的。

因为在距我们越远的地方膨胀速度越快。

根据哈勃定律，距离我们越远的星系其退行速度越快。经过计算： 如果两个星系距离是144亿光年，那么其宇宙膨胀速度已经超过光速 。也就是说，在距离144亿光年内的星系，其空间膨胀速度是小于光速的，所以我们从地球射向太空的光顶多抵达到144亿光年的地方，以144亿光年为半径的宇宙只是可观测宇宙的5%。

所以地球上的光只能达到5%的已知宇宙空间。

光是由光子构成，光子是原子内部发出的能量，光产生的形式一般是受激辐射和自发辐射。受激辐射是核外电子受到外来能量冲击，吸收能量后导致电子跃迁到激发态并释放光子的过程。自发辐射是核外电子自发跃迁到激发态，释放光子后又回到基态的过程。

光子从地面上射出，首先很大一部分被空气分子吸收，其余部分射向外太空，只要不撞到星际物质，那么光就会一直飞行。

光会遇到黑洞吗？

是的，我们射向外太空的光，终极命运无非就是三种。

第一种：抵达天体表面，比如碰到恒星和行星被吸收，或者碰到宇宙空间中的微尘，氢元素，水汽物质等星际物质被吸收。

第二种：遇到黑洞。

光只要不碰到物质总会一直飞行。根据墨菲定律，时间长了，光总会碰到黑洞。

当它们抵达黑洞视界时就会被吞噬，这样一来，这束光就永远被锁死在黑洞里了，再也不可能逃离出来。

第三种情况：什么都没有碰到，一直飞行，当光恰好抵达宇宙膨胀速度与光速相等的时空区域时就再也无法前进了。这束光会被禁锢到这一区域，也就是5%的可观测宇宙内。

延伸阅读： 我们看到太阳的光并不是8分钟前发出来的，而是几十万年前发出的。

太阳半径70万公里，太阳距地球1.5亿公里，光速30万公里每秒。太阳光是从太阳核心发出抵达表面只需2秒。光再从从太阳表面抵达地球需8分20秒。

那为什么说我们看到的阳光是几十万年前发出的。

因为太阳核心在引力的作用下不断发生氢元素聚变反应，释放大量能量，这些能量以光子的形式向外扩散。 当核心的光子遇到太阳内部其他物质时，就会被这些物质的核外电子吸收，吸收这些光子的核外电子就会处于激发态，又再次释放新的光子。

所以太阳核心聚变产生的光要被更外部的物质一一吸收一遍，再一一释放一遍。所以这个过程浪费的时间最少数万年。