据科技日报报导,一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射。温度越高,辐射出的总能量就越大。当温度较低时,热辐射的主要形式是人肉眼不可见的红外光;而当温度较高时,热辐射的主要形式则转变为了人类肉眼可见的可见光。
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——蔡一夫 中国科学技术大学物理学院天文学系教授
汉字中的“光”,是最为古老的汉字之一。在甲骨文中,其字形为人头顶有火,指火焰为人类带来了光明。
然而,宇宙中的光究竟从哪里来?这一问题至今仍令科学家争论不休。在一项新研究中,研究人员认为,宇宙中的光来自于强引力。
什么是强引力?宇宙中的第一缕光究竟来自哪里?为何自宇宙诞生已有130多亿年,第一缕光还未达到地球?带着这些问题,科技日报记者采访了相关专家。
光的起源就是物质的起源
要弄清宇宙中的光从哪里来,首先需要瞭解光的本质。
中国科学技术大学物理学院天文学系教授蔡一夫向记者介绍,早在遥远的古代,人类就开始了对于光的研究。
我国古代的《墨经》中就记录了8条与光有关的知识,包括光的直线传播性和针孔成像等,但尚未明确涉及光的定义。17世纪以来,随着科学研究的不断拓展,对光本质的认识可以分为波动说和粒子说两种针锋相对的说法。1925年,法国物理学家德布罗意提出所有物质都具有波粒二象性的理论。随后,德国物理学家普朗克等数位科学家建立了量子物理学说,大大拓展了人类对于光的认识。
“目前一般认为,光具有波粒二象性。光从本质上看既是一种电磁波,也是一种粒子——光子。因此,光同时具有电磁波与粒子的一些特征。”蔡一夫表示,“在几何光学中,光的传播途径是直线;在波动光学中,光以波的形式传播;而在量子光学中,光的能量存在则是量子化的。”
如今,随着对于光研究的不断深入,人们对于光的认识也在持续深化。
在蔡一夫看来,研究光的起源,从本质上来说就是研究物质的起源。“一般来说,宇宙中只要有物质,就会存在温度。只要存在温度,就会产生热辐射,进而产生光。”蔡一夫表示。
据介绍,热辐射指的是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。“一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射。温度越高,辐射出的总能量就越大。”蔡一夫说,“当温度较低时,热辐射的主要形式是人肉眼不可见的红外光;而当温度较高时,热辐射的主要形式则转变为了人类肉眼可见的可见光。”