光子是電磁波的“量子”，它既是真實(shí)的“物質(zhì)”粒子，也是傳遞電磁相互作用的“力”粒子。根據(jù)電磁規(guī)范對(duì)稱性這一基本原理，光子是一種沒(méi)有靜止質(zhì)量、沒(méi)有形狀和體積的“點(diǎn)”粒子，而實(shí)驗(yàn)恰恰證實(shí)它的確如此與眾不同。因此狹義相對(duì)論告訴我們，自由光子無(wú)法靜止，不得不永遠(yuǎn)以光速在宇宙空間運(yùn)動(dòng)。給定一個(gè)空間，光子可以瞬間通過(guò)，卻無(wú)法在里面駐足而息。就此而言，作為物質(zhì)的光子無(wú)法占據(jù)某個(gè)空間。

但是宇宙微波背景輻射存在于整個(gè)空間，它起源于宇宙大爆炸后約38萬(wàn)年的光子退耦過(guò)程，如今的溫度（即動(dòng)能）接近-270℃。這些“冷”光子在宇宙空間均勻分布，利用宇宙學(xué)原理可以算出它們的平均數(shù)密度：每立方厘米的空間內(nèi)差不多含有410個(gè)“冷”光子。從這個(gè)意義上講，光子是可以占據(jù)空間的。某個(gè)空間內(nèi)的光子數(shù)目越多、攜帶能量越高，該空間的能量密度就越大。

來(lái)自遙遠(yuǎn)天體的高能光子是宇宙的信使，但它們?cè)诖┰接钪婵臻g的過(guò)程中會(huì)遭遇宇宙微波背景（相當(dāng)于“冷”光子的海洋）的阻擋。兩者相互作用的結(jié)果是，一對(duì)光子轉(zhuǎn)化成正反電子對(duì)，能量雖然守恒，但卻“扼殺”了作為信使的高能光子，使得地球上的科學(xué)家無(wú)法獲悉遙遠(yuǎn)天體的真實(shí)信息。

有趣的是，人體內(nèi)部的微量放射性物質(zhì)（如鉀40）會(huì)發(fā)生核裂變（衰變），平均每天放射出幾千萬(wàn)個(gè)光子！幸好它們不聲不響地疾速溜走，不占據(jù)我們身體的有限空間。這種來(lái)自人體自身的光子，早已被科學(xué)家利用精密儀器捕捉到了。

來(lái)源：《科學(xué)世界》

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