Коли світло від зірки поширюється і слабшає, чи утворюються проміжки між фотонами?

Коли світло від зірки поширюється і слабшає, чи утворюються проміжки між фотонами?

Відповідь залежить від того, як ви дивитеся на світло. Однак при найбільш точному підході проміжки між фотонами не утворюються в міру поширення світла. Світло складається з крихітних фундаментальних частинок, званих фотонамі. фотон - це квантовий об'єкт. Таким чином, фотон діє трохи як частинка і трохи як хвиля, але насправді це щось більш складне.


Якщо ви подивитеся на світло як на набір маленьких частинок, ви можете сказати, що більш тьмяне світло має більш розкидані фотини, але вони не розходяться в космосі під час подорожі. Швидше, вони розподіляються в часі і просторі в міру їх отримання.

Досить чутливий пристрій лічильника фотонів може реєструвати прийом світла по одному фотону за раз. Посвітіть на такий пристрій, і він не буде сприймати світло як стійкий потік. Швидше, воно приймає світло як серію дискретних пучків енергії, розділених проміжками в часі.

Точно так само направте світло на досить чутливий масив лічильників фотонів, і він отримає світло в точкових місцях з просторовими зазорами між ними. При такому погляді на промінь світла завжди між фотонами є проміжки, незалежно від того, чи буде світло дуже яскравим або дуже тьмяним.

Дуже тьмяні світлові промені мають великі проміжки в часі і просторі між прийомом кожного фотона порівняно з більш яскравими світловими променями. Світло дуже далекої зірки поширилося на дуже велику площу і при цьому стало дуже тьмяним. Отже, проміжки між прийомом фотонів від дуже далекої тьмяної зірки великі. Знову ж таки, проміжки є тільки в часі прийому і місцях. Між рухомими фотонами немає проміжків у просторі.

Якщо дивитися на світло як на хвилю, то проміжків немає, якщо їх спеціально не створити. Звичайно, якщо ви кілька разів вмикаєте і вимикаєте ліхтарик, світловий промінь, що виходить від вашого ліхтарика, буде мати пробіли. Дивіться також: Доведені і недоведені теорії Стівена Гокінга

Точно так само, якщо ви направите безперервний промінь світла через ставні, які постійно відкриваються і закриваються, ви можете створити проміжки. Але якщо ви направите безперервний промінь світла у вільний простір, хвиля піде без проміжків і, отже, не буде утворювати проміжків при русі.

Хвилі - це коливання поля, які плавно поширюються в просторі. Поширення хвилі на велику площу просто послаблює силу хвилі, але не викликає утворення проміжків. Отже, якщо ви подивитеся на фотони як на хвилі, у світлі ніколи не утворюються просторові проміжки, коли він рухається через вільний простір, незалежно від того, наскільки він стає тьмяним.

Грубий, але корисний спосіб поглянути на фотони - це те, що вони діють як хвилі при русі і діють як частинки при взаємодії з матеріей.В контексті зоряного світла світло подорожує в космосі мільйони років, діючи як хвиля, а потім діє як сукупність частинок при попаданні в детектор фотонів, телескоп або очей.

Таким чином, кожен фотон при виявленні колапсує від більшої частини хвильової форми до частини, оскільки фотони під час руху в основному діють як хвилі, між ними не виникає проміжків під час руху.

А оскільки фотони діють в основному як частинки при їх виявленні, тобто проміжки в часі реєстрації фотонів і в місцях їх виявлення. Акт виявлення світла змушує його колапсувати з хвильової форми у форму подібну частку і, отже, створювати проміжки. Дуже тьмяний світловий промінь від далекої зірки має дуже слабку хвильову величину, що призводить до великих перерв у прийомі фотонів.