我的問題是: " 宇宙的真空環境中真的什麼也沒有嗎!? "

有, 答案是 " 光 ", 宇宙的背景看上去是黑暗無光, 但其實應該非常之明亮才對.

這其實是日前我在思考宇宙微波背景輻射（Cosmic Microwave Background radiation）的時候想到的結論, 然後才提出這樣的問題.

在量子力學裏, 光的質量雖然被認為是零, 但光的性質明確地被定義為是粒子, 故稱為 "光子".

我們都知道恆星燃燒射出的光是向四方八面所有方向輻射的, 但我們眼睛只會看到正面射過來的光. 然而向其他方向輻射出去的光的總數量其實更多更多, 只是因為被我們認為是"真空"的空間裏並沒有"東西"把這些光折射到我們眼睛來, 所以被我們眼睛認為是黑暗的"空間"事實上是填滿了無數而且非常強的光子才合理.

試想像一束激光, 我們都知道眼睛可以看得見激光射出而成直線的光束. 這是因為在地球大氣的範圍裏有空氣作為了介質, 而激光會和空氣粒子發生碰撞, 所以激光中的一小部份光子被散射出來, 而當中一部份正好折射進你的眼睛去, 所以你能看得見光束在空中飛舞.

如果同樣的激光被射到"真空"中我們將不會看見有光束.(我沒有實例證明,這是我的推理,如果我的推斷沒錯) 就是說, 假如有一束成直線的超強光束在你眼前橫過, 又假如你眼晴的前面是真空的空間, 那你將不會看得見它. 因此,我們以為宇宙真空的部分是黑暗的其實不然, 事實上它比地球還要"光亮", 只是你看不見.

因為太空是真空的, 所以每天7點左右當太陽一下山, 天空便暗了下來漆黑一片, 而事實上超強的太陽光線仍然在我們頭頂的方向約45度角地飛出去, 只是因為沒有介質的折射或散射所以我們看不見. 假如太空空間不是真空而是有空氣的, 那麼我們就可以看見陽光的散射. 我可以想像出一幅有趣的圖像:- 午夜12時至1時的時候, 我們會看見天空只有正頂部是較為黑暗的, 而四邊都會有光形成光柱, 就像身處圓形光柱的正中間. lol

從這件事中除了得到一個答案之外我們還可以得到一個啟示, 就是眼睛接收光是站在被動的位置. 就算外面有多麼強的光線只要它沒有被折射過來你都不會看得見. ok, 光學相機一樣, 連所有的電磁波接收天線都一樣, 都是被動的.

下一個問題是," 光子與光子會不會發生碰撞呢!? " 由於我個人認為光單純只是一種粒子, 波只是一系列光子的總體行為, 所以我認為光子會發生碰撞. 我也嚐試在網路上找找, 馬上就找到一個頗為明確的答案 http://sciscape.org/news_detail.php?news_id=541 , 文章中表示根據量子電動力學的理論光子和光子會有發生碰撞的現象, 問題是可不可以被觀察得到. 綜合來說網上查得的結果與我的推測符合. 而在2001年已經有瑞典科學研究團隊提出了利用共振腔來觀察光子交互作用的方法, 不知道現在發展如何...

現在我們來想像一下, 在浩瀚的宇宙中有千億顆恆星同時在輻射出光能量, 除非受到其他力的干擾否則每一個這些高能量光子都會在真空的宇宙中遵從能量守恆定律一直向前直線行進速度不變.但是因為輻射是全方位向外擴散的一種行為, 所以距離光源恆星愈遠的地方能夠接收到這顆恆星的光子必然會越少. 所以理論上只要距離有足夠的遠, 這顆恆星所發出的光暉最終會只剩下一個單位的光子, 但是依據動量守恆定律即使是一個單位的光子經過了無限遠的距離它的頻率應該不會變, 也就是說假如恆星射出的是伽瑪射線那麼它到達地球大氣外圍時應該仍然是伽瑪射線才對. 這與事實不付. 因為我們在太空的望遠鏡所觀察到的遠方恆星的光譜並非伽瑪射線, 而是微弱的可見光範圍內光線...

科學告訴我們像太陽這些恆星其實是一個巨大的氫氣彈, 所以我相信恆星表面所發出的光暉一定會是伽瑪射線沒有錯, 當然可能這些伽瑪射線在逃離恆星引力範圍並穿越恆星表面氫氧層與氦氣層的過程中損失了不少能量, 但這之後致少應該還會是x射線或者紫外線級數的光線. ok! 那為什麼哈勃太空望遠鏡接收得的遠方星系的光那麼微弱呢!? 這證明了光子在宇宙旅行的過程中必定會受到某程度上的干擾.

記得曾經看過一個理論, 說:[如果宇宙為無限大, 那麼我們的天空應該沒有黑暗, 望向每一個方向都應該是明亮的.] 但是基於上述的兩點, 現在這個理論可以被否定了. 因為1) 宇宙的確是明亮的, 只是欠缺介質將那些超強光線折射或散射過來地球的方向. 2) 只要有足夠的遠, 遠方的光線會因為擴散作用而到達地球時已經非常微弱. 可能微弱得眼睛不能看見, 也可能在途中與其他恆星發出的光子碰撞而被弱化成紅外線,微波甚至乎是電磁波了.

最後, 回到來宇宙微波背景的問題. 這裡讓我想到了一個可能性, 宇宙有千億顆恆星佈滿了地球之外的每一個方向, 由於每一顆恆星的光都是輻射擴散的狀態, 所以就算探測宇宙微波背景器材的鏡頭避開了所有會發光的恆星, 對準了宇宙最"深黑"的空間, 也不能保證一定沒有從偏角射進鏡頭來的光線. 而且不同恆星輻射出的"光子"在物理性質上應該是不能被分辨出來的, 所以它們在鏡頭處集合的光子有沒有可能剛好就是等如宇宙微波背景的頻率呢!?

當然我未有肯定的答案, 但我幾乎可以肯定既然宇宙中這麼多的恆星一起在發亮, 就必然會為宇宙造成一個背景光系, 問題是這個背景光系會剛巧等如宇宙微波背景嗎!?

假如我的想法被證實, 那麼宇宙微波背景便不可以再是宇宙大爆炸論的憑證了.....

希望有那一位物理學博士可以告訴我肯定的答案...