宇宙:真空中の光はどこまで直進できるのか?

ドキュメンタリー番組を見てふと気になったこと。もし、光の粒、光子が真空中を何にも衝突しないで飛び続けた場合、永遠に飛び続けることになるのか?ってこと。

物質と違って、光子は、一度、単独で真空中に飛び出した場合、何か別の物質に衝突したり相互作用が発生しない限り、その状態のまま存在し続けることになるはず。

恒星内部核融合で生じたガンマー線の光子は、恒星表面から光子として飛び出したあと、(物質と衝突しない限り)永遠に飛び続けることになりそう。ただし、空間は膨張しているため、波長が少しずつ伸びてやがては光から電波に変わることになります。

では、一つの光子が、光だった時代に持っているエネルギー と、電波になった時に持っているエネルギーは同じか?

光のエネルギーE は、hc/λ (h:プランク定数、c:光速、λ: 波長)なので、可視光時代のエネルギーの方が、電波時代のエネルギーよりも大きいことになります。

衝突せず、何かと相互作用せず飛び続けているだけで、エネルギーを失っているってこと?

その失われたエネルギーは、何かに変わっているのだろうか?私の解釈が間違っているのか?

エネルギーを失うだけで、相互作用をしないとしたらそれがダークエネルギーということになりませんか?

わからん!

TV番組では、宇宙の膨張とともに、ビッグバンの残光は、宇宙の晴わたり後に宇宙背景放射の電波として漂っている というところまでは、説明してくれているが、そのエネルギー収支や寿命については触れていないのが一般的。
必ず物質と衝突して、何かに変化したり取り込まれたりするならわかるんですが。

どこかに解説してあるページはないものだろうか。

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