Das Licht der Schöpfung: Welche Erkenntnisse bringen uns die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Lichts?

Licht ist so gewöhnlich und doch so einzigartig. Es ist überall und die Menschen spüren seine Existenz nicht einmal. Erst als es verschwindet, wird ihnen klar, wie wertvoll es ist. Tagsüber ist die Welt voller Licht und nachts gibt es Mondlicht, Sternenlicht und Lampenlicht. Nur in einer dicht verschlossenen dunklen Box geht das Licht verloren. In dieser Welt ohne Licht schien alles verschwunden zu sein.

Vor dem Aufkommen der Wissenschaft hat niemand darüber nachgedacht oder erforscht, woher das Licht kommt und wohin es geht. Es schien, als hätte es schon immer Licht gegeben, ohne Vergangenheit und ohne Zukunft. Da das Verständnis der Menschen für Licht immer tiefer wird, entdecken sie, dass Licht viele wunderbare Persönlichkeiten hat.

In gewissem Sinne ist es das Licht, das die Welt, wie wir sie kennen, geschaffen hat und das letztendlich mit der Zerstörung der Welt verschwinden wird. Lassen Sie uns nun etwas über die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Lichts erfahren und welche Offenbarungen es uns bringt.

Licht der Schöpfung/

Das von der wissenschaftlichen Gemeinschaft anerkannte Standardmodell der Kosmologie geht davon aus, dass der Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren stattfand, als in den Quantenfluktuationen des Vakuums eine asymmetrische Singularität auftrat und diese explodierte, wodurch das Universum entstand. Vor der Planck-Zeit des Urknalls, also vor 100 Milliarden Milliarden Milliardstel Sekunden (10^-43 Sekunden), war die Temperatur des Universums unendlich hoch, die Dichte unendlich groß und das Volumen unendlich klein. Es war eine Welt, die mit den physikalischen Gesetzen des Menschen nicht zu verstehen war.

Das menschliche Verständnis vom Universum oder ein mögliches Verständnis in der Zukunft, nach der Planck-Zeit, besteht darin, dass sich das Universum auf die Planck-Skala ausgedehnt hat, die 100 Milliarden Milliardstel eines Meters (1,6*10^-35 Meter) beträgt; die Temperatur ist auf die Planck-Temperatur gesunken, die 100 Milliarden Milliarden Milliarden K (10^32K) beträgt; und die Dichte ist auf 100 Milliarden Milliarden Milliarden Milliarden Milliarden Milliarden Milliarden Milliarden Gramm pro Kubikzentimeter (10^94 Gramm/cm^3) gesunken.

Nach der Planck-Zeit begannen die vier bekannten Grundkräfte, die die Welt regieren, nacheinander aufzutreten, und mit der weiteren Abkühlung des Universums traten auch nacheinander subatomare Teilchen auf. Doch über einen beträchtlichen Zeitraum hinweg verblieb das Universum in einem Zustand hoher Temperatur und hoher Dichte, und die elektromagnetische Strahlung, also die Ansammlung von Licht, konnte immer noch nicht entweichen. Daher war das Universum zu dieser Zeit dunkel und undurchsichtig.

Erst 380.000 Jahre später sank die Temperatur des Universums auf 3.000 K, die elektromagnetische Strahlung konnte sich entkoppeln und das Universum strahlte den ersten Lichtstrahl aus. Von da an begann das Universum durchsichtig zu werden, und die Elektronen, Protonen und Neutronen, die lange Zeit in der Teilchensuppe geschwommen waren, begannen, die einfachsten Atome zu synthetisieren, und echte Materie begann zu erscheinen.

Daher kann man sagen, dass das Aufkommen des Lichts die Welt hervorgebracht hat, die der Mensch heute beobachten kann. Theoretisch ist Licht die Manifestation der Umwandlung von Materie in Energie, und alle heutige Materie wird aus der Energie des Urknalls umgewandelt.

Licht gestaltet die bunte Welt/

Licht ist im Wesentlichen elektromagnetische Strahlung, eine Form der Ausbreitung kosmischer Energie. Das Licht, auf das wir uns normalerweise beziehen, ist sichtbares Licht, also das Licht, das das menschliche Auge wahrnehmen kann und das ein sehr kleiner Teil elektromagnetischer Strahlung ist. Die Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung reicht vom Attometerbereich (10^-18 Meter) bis zum Kilometerbereich, wobei sichtbares Licht nur einen kleinen Bereich von 380 Nanometern bis 760 Nanometern einnimmt.

Vor und nach dem sichtbaren Lichtband gibt es Radiowellen mit den längsten Wellenlängen (einschließlich Langwellen, Mittelwellen, Kurzwellen und Mikrowellen) mit Wellenlängen von mehreren Kilometern bis zu 1 Millimeter; es gibt auch Infrarotstrahlen mit Wellenlängen zwischen 760 Nanometern und 1 Millimeter; Elektromagnetische Strahlung mit kürzeren Wellenlängen als sichtbares Licht umfasst Ultraviolettstrahlen, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen, jeweils mit kürzeren Wellenlängen als die anderen, wobei die kürzeste Wellenlänge der Gammastrahlen weniger als 0,1 Nanometer beträgt, bis hinauf zum Atmosphärenbereich oder sogar noch kürzer.

Diese elektromagnetischen Strahlungen können alle als Licht bezeichnet werden, da ihr Ausbreitungsmedium Photonen sind. Es ist nur so, dass der Mensch außer sichtbarem Licht keine andere elektromagnetische Strahlung sehen kann. Diese unsichtbaren Niedrigenergie- und Hochenergielichter können als unsichtbares Licht bezeichnet werden. Obwohl das menschliche Auge außer sichtbarem Licht keine andere elektromagnetische Strahlung sehen kann, ist es möglich, diese unsichtbaren Lichter mithilfe verschiedener moderner wissenschaftlicher Instrumente und Geräte wie Oszilloskopen, Messgeräten für elektromagnetische Strahlung, Radio- und Strahlenteleskopen, Röntgengeräten usw. zu empfangen oder zu „sehen“.

Von der Antike bis zur Gegenwart haben sich die Menschen auf diese Lichter verlassen, um die Welt wahrzunehmen und zu „sehen“. Dies liegt daran, dass sichtbares Licht die grundlegendste Voraussetzung für das Wachstum und Überleben des Lebens auf der Erde ist und dass Menschen und viele Tiere visuelle Systeme entwickelt haben, die auf sichtbares Licht reagieren, um sich an die Umwelt der Erde anzupassen.

Sichtbares Licht, beispielsweise Sonnenlicht, erscheint weiß oder farblos und durchsichtig. Tatsächlich ist Sonnenlicht nicht farblos, sondern eine zusammengesetzte Farbe. Dieses zusammengesetzte Licht ist ein allmählicher Wechsel von Rot zu Violett und kann in unzählige Farbunterschiede unterteilt werden. Im Allgemeinen wird es in sieben Farben unterteilt: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Die Wellenlänge jeder Farbe ist unterschiedlich.

Unter ihnen hat rotes Licht die längste Wellenlänge, ungefähr zwischen 625 und 760 Nanometern; orangefarbenes Licht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 590 bis 625 Nanometern, gelbes Licht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 570 bis 585 Nanometern, grünes Licht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 492 bis 577 Nanometern, indigofarbenes Licht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 420 bis 440 Nanometern und blaues Licht hat einen Wellenlängenbereich von etwa 440 bis 475 Nanometern; Violettes Licht hat die kürzeste Wellenlänge, etwa zwischen 380 und 440 Nanometern.

Alles auf der Welt ist ursprünglich farblos, aber unterschiedliche Objekte haben eine unterschiedliche Absorption und Reflektivität von Licht in unterschiedlichen Bändern. Das absorbierte Spektrum kann vom menschlichen Auge nicht gesehen werden. Sichtbar ist nur das vom Objekt reflektierte Licht. So erscheint die Welt, die die Menschen sehen, in unterschiedlichen Farben. Daher sind es die Farbe des Lichts und die unterschiedliche Absorption und Reflektivität von Objekten gegenüber Licht unterschiedlicher Wellenlängen oder die unterschiedlichen Winkel, aus denen das menschliche Auge Objekte betrachtet, die die bunte Welt erschaffen.

Wir nehmen Blätter als grün wahr, weil sie im Sonnenlicht mehr andere Lichtfarben absorbieren und mehr Grün reflektieren. wir sehen rote Objekte, weil diese Objekte mehr Licht anderer Farben außer Rot absorbieren und mehr Rot reflektieren; Weiße Objekte wie weiße Kleidung und weißer Schnee absorbieren fast kein Licht und reflektieren es in Form des gesamten Bandes sichtbaren Lichts.

Licht hat eine Wellenlänge und eine Frequenz, und die Frequenz ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge. Das heißt, je länger die Wellenlänge, desto niedriger die Frequenz; Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Frequenz. Die Energie von Lichtwellen ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge und direkt proportional zur Frequenz. Je kürzer die Wellenlänge und je höher die Frequenz, desto größer die Lichtenergie. Daher ist Licht mit einer höheren Frequenz als sichtbares Licht tödlicher, wie etwa Ultraviolettstrahlen, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen. Jede dieser Strahlen ist stärker als die anderen und kann Organismen verletzen oder sogar töten.

Menschen nutzen Licht unterschiedlicher Wellenlängen und Frequenzen, um Nutzen zu erzielen und Schaden zu vermeiden, und verändern so die Welt zum Wohle der Menschheit.

Die Lichtgeschwindigkeit ist für den Menschen ein grundlegendes Werkzeug, um die Welt zu verstehen.

Bevor Galileo die experimentelle Wissenschaft begründete, hatten die Menschen nur eine vage Vorstellung von der Lichtgeschwindigkeit. Die etablierten Experten gingen im Allgemeinen davon aus, dass die Lichtgeschwindigkeit unendlich sei. Solange es eine Lichtquelle gab, würde das Licht das Ziel sofort beleuchten und die Welt sofort mit Sonnenlicht erfüllen. Dieses Verständnis ist eigentlich überhaupt nicht überraschend, da die Lichtgeschwindigkeit zu hoch ist und es damals mit der Wissenschaft und Technologie und dem bloßen Auge unmöglich war, die Lichtgeschwindigkeit zu unterscheiden.

Der große Wissenschaftler Galileo führte oft unglaubliche Experimente durch. Er ließ zwei Eisenkugeln, eine große und eine kleine, gleichzeitig vom Schiefen Turm von Pisa fallen, um zu sehen, ob sie gleichzeitig landen würden. Daraus leitete er das Gesetz des freien Falls ab. Galileo glaubte, dass Licht eine Geschwindigkeit hat, und versuchte einmal, seine Geschwindigkeit zu messen.

Er und seine Assistenten standen auf zwei Hügeln, die eine Meile voneinander entfernt waren, und versuchten mit Laternen als Signalen, die Lichtgeschwindigkeit zwischen den beiden Hügeln zu berechnen. Er unterschätzte die Lichtgeschwindigkeit erheblich und entschied sich deshalb für eine so einfache Methode, sodass das Experiment scheiterte. Wie können wir die Lichtgeschwindigkeit, die etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde beträgt, mit unseren Augen auf eine Distanz von einer Meile erkennen?

Doch Galileis Experiment beeinflusste Generationen von Wissenschaftlern, die sich den Kopf zerbrachen, um verschiedene Instrumente und Geräte zur Messung der Lichtgeschwindigkeit zu entwerfen und herzustellen. Von grob bis fein wurde die Lichtgeschwindigkeit allmählich deutlich. Der genaue Wert der Lichtgeschwindigkeit wurde schließlich in den 1970er Jahren mithilfe der wissenschaftlichen Methode der Laserinterferometrie bestimmt.

Später überarbeitete das Internationale Komitee für Maß und Gewicht die Länge des Meters und verwendete die Lichtgeschwindigkeit zur Bestimmung der Länge des „Meters“, sodass die Längeneinheit und die Lichtgeschwindigkeit gegenseitig bestätigt werden konnten und schließlich der ganzzahlige Wert der Lichtgeschwindigkeit ermittelt wurde, nämlich: die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c = 299792458 Meter pro Sekunde.

Seitdem ist die Lichtgeschwindigkeit c eine Grundkonstante der modernen Physik und spielt in nahezu allen Bereichen der Wissenschaft und Technik eine Rolle. Aufgrund der immer präziseren Erkenntnisse über die Lichtgeschwindigkeit in den letzten Jahrhunderten ist auch das Verständnis der Menschheit vom Universum immer präziser geworden. Bei kosmischen Beobachtungen ist die Lichtgeschwindigkeit zu einem kosmischen Maßstab geworden, einer Einheit zur Messung der Entfernung weit entfernter Himmelskörper.

Das sind Lichtjahre. Die Entfernung, die das Licht pro Sekunde zurücklegt, beträgt 299.792.458 Meter, eine Stunde hat 3.600 Sekunden, ein Tag 24 Stunden und ein julianisches Jahr hat 365,25 Tage, also hat ein Jahr 31.557.600 Sekunden; Die Entfernung, die das Licht in einem julianischen Jahr zurücklegt, beträgt 94.607.304.725.808 Meter, also etwa 9,46 Billionen Kilometer, was der Größenordnung eines Lichtjahres entspricht.

Da Licht eine Geschwindigkeit hat und alles auf der Welt, was das menschliche Auge sieht, darauf angewiesen ist, dass Licht zur Netzhaut übertragen wird, ist die Zeit, die es braucht, um das menschliche Auge zu erreichen, umso kürzer, je näher das Objekt ist. Umgekehrt gilt: Je weiter das Objekt entfernt ist, desto länger dauert es, bis es das menschliche Auge erreicht. Auf diese Weise sind alle vom Menschen gesehenen Objekte nicht ihr unmittelbares Erscheinungsbild, sondern ihr Erscheinungsbild in der „Vergangenheit“.

Beispielsweise benötigt ein Objekt in einer Entfernung von 1 Meter 299.792.458stel einer Sekunde, um unsere Netzhaut zu erreichen. Das Objekt, das wir sehen, ist also so, wie es vor 299.792.458stel einer Sekunde aussah. Ebenso sieht ein Objekt in einer Entfernung von 1 Kilometer so aus, wie es vor 299.792,458 Sekunden aussah. Der Mond ist etwa 384.000 Kilometer von uns entfernt und die Lichtgeschwindigkeit beträgt etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde. Der Mond, den wir sehen, sieht also so aus, wie er vor mehr als einer Sekunde aussah.

Bei Objekten, die sehr nahe sind, ist die Zeit, die sie benötigen, um unsere Augen zu erreichen, extrem kurz, sodass sie im Allgemeinen ignoriert und als sofortige Sicht betrachtet werden können. Bei sehr weit entfernten Objekten dauert es jedoch ausreichend lange, bis sie das menschliche Auge erreichen, was zu einer Verzögerung führt.

Beispielsweise ist die Sonne 150 Millionen Kilometer von uns entfernt und die von ihr ausgesendete Lichtstrahlung benötigt mehr als 8 Minuten, um zur Erde zu gelangen. Daher ist das Sonnenlicht, das auf uns scheint, immer das Licht, das die Sonne vor mehr als 8 Minuten ausgestrahlt hat. und bei den Sternen oder Galaxien, die 1 Lichtjahr oder 100 Millionen Lichtjahre von uns entfernt sind, wird das, was wir sehen, immer dasselbe sein wie vor 1 Lichtjahr oder vor 100 Millionen Jahren und so weiter.

Das Licht wurde in der Schöpfung geboren. Wird es irgendwann verschwinden?

Licht ist sowohl Ausdruck der Umwandlung von Materie in Energie als auch Medium zur Energieübertragung. Daher kann man sagen, dass es ohne Licht keine Energie gibt. Alles im Universum benötigt Energie, um zu bestehen. Ohne Energie geht alles zugrunde. Über das Leben auf der Erde gibt es ein Sprichwort, das besagt, dass alles mit Hilfe der Sonne wächst. Ohne die Sonne würde alles Leben auf der Erde verschwinden.

Erstens wird die Erde ohne Sonneneinstrahlung zu einer Eiskugel mit einer Temperatur von über 200 Grad unter Null und alles wird gefrieren. vor dem Gefrieren werden alle Pflanzen sterben, deren Wachstum auf die Photosynthese angewiesen ist, und Pflanzenfresser, deren Überleben auf Pflanzen angewiesen ist, werden aussterben. Dann werden auch Fleischfresser sterben, deren Überleben auf das Fleisch von Pflanzenfressern angewiesen ist, und schließlich werden sogar Mikroorganismen sterben und das Leben auf der Erde wird aussterben.

Ohne ausreichend Licht kann kein Leben überleben, und auch bei zu viel Licht ist kein Leben möglich. Im Laufe von Milliarden Jahren der Evolution hat sich das Leben auf der Erde an das sichtbare Licht der Sonne angepasst, wodurch Pflanzen und Tiere gedeihen können. Doch das Universum und die Sonne senden nicht nur sichtbares Licht aus, sondern auch Ultraviolettstrahlen, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und hochenergetische kosmische Strahlen, die Feinde des Lebens sind.

Einige Studien gehen davon aus, dass das Massenaussterben im Ordovizium vor 445 Millionen Jahren durch einen Bombardement mit Gammastrahlenausbrüchen verursacht wurde. Die Kollision zweier Neutronensterne in 6.000 Lichtjahren Entfernung von der Erde verursachte eine Supernova-Explosion und mehrere Gammastrahlenausbrüche, von denen einer zufällig über die Erde hinwegfegte und die Nahrungskette unterbrach. Nach über 400.000 Jahren des Artensterbens sind 85 % der Arten verschwunden.

Heutzutage wird die Erde ständig vom Sonnenwind, der ultravioletten Strahlung und der kosmischen Strahlung bombardiert, doch die Erde ist durch zwei Schutzschichten geschützt: Eine davon ist das Geomagnetfeld, das den starken Sonnenwind von der Sonne zu weit entfernten Orten leitet; Der andere ist die Atmosphäre, insbesondere die Ozonschicht, die die ultravioletten Strahlen der Sonne und die meisten kosmischen Strahlen blockiert und filtert.

Wenn also Licht aus dem Nichts entsteht, wird dann auch die Zukunft verschwinden? Die Antwort ist ja. Basierend auf der Erklärung des Universums durch die moderne Wissenschaft sind das Universum und die Zeit relativ, haben einen Anfang und ein Ende und werden daher irgendwann vergehen. Doch diese Zeitspanne ist sehr lang, so lang, dass es für den Menschen unmöglich ist, sie zu sehen.

Es gibt viele Spekulationen über das Schicksal des Universums, darunter die Theorie des Wärmetods, die Theorie des großen Kollapses, die Theorie des großen Risses und so weiter. Dies ist eine lange Geschichte, und interessierte Freunde können sich die entsprechenden Artikel in Space-Time Communications aus der Vergangenheit ansehen. Ich werde hier nicht ins Detail gehen. Doch ganz gleich, um welche Art von Auslöschung es sich handelt, Zeit und Raum werden letztendlich verschwinden und ins Nichts zurückkehren, und Licht bildet hier keine Ausnahme. Was denkst du darüber? Willkommen zum Diskutieren und Kommentieren.

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