¿Qué le puede pasar a un fotón en el vacío? ¿Interactuará con partículas virtuales?

No soy un físico entrenado, pero este es mi pensamiento: los 1000 fotones de una galaxia de distancia viajarán indefinidamente * si * en un vacío absoluto, es decir, ninguna otra partícula con la que interactuar. Tenga en cuenta el gran * si * aquí, porque el vacío absoluto no existe. Podemos ver fotones emitidos desde muy muy lejos porque el espacio exterior es UHV: ultra alto vacío (Vacío), por lo tanto, el fotón puede viajar muy muy lejos antes de chocar contra algo. La página wiki enumeró el número de átomos por volumen, por lo que supongo que uno podría estimar fácilmente la velocidad de interacción de los fotones con esas partículas a una cierta distancia. Básicamente, cuanto más lejos, menos fotones viajarán.

Hay un par de formas de abordar su pregunta. Creo que lo más sencillo puede ser usar una sustitución de términos simple pero útil.
En general, puede reemplazar cualquier pregunta significativa con respecto a las partículas virtuales en términos del lenguaje de los campos. Entonces podemos reemplazar su pregunta ¿interactuarán los fotones con partículas virtuales? ‘con’ ¿interactuarán los fotones con los campos? ‘
En esos términos, la respuesta es ‘por supuesto’ … Los fotones interactuarán con los campos gravitacionales (gravitones virtuales) para cambiar su camino o perder / ganar energía. Interactuarán con campos electromagnéticos (fotones virtuales) si pasan a través de regiones que los contienen.
Pero tal vez no esté pensando en estas partículas virtuales más equivalentes de campo ‘ordinarias’, sino en las fluctuaciones cuánticas que a menudo se describen en este término. En ese caso, la respuesta no es tan simple, porque nuestra comprensión de estos es muy defectuosa.
Por ejemplo, nuestros mejores esfuerzos para encontrar la densidad de energía de tales fluctuaciones están desactivados en muchos muchos órdenes de magnitud. Creo que todo lo que decimos es muy dudoso. Es posible que deba contentarse con las estimaciones cosmológicas de lambda (el impulsor de la aceleración de la expansión cosmológica) y el aumento del desplazamiento al rojo de esos fotones.
Aparte de eso, el único efecto del vacío cuántico será mostrar los fotones marginalmente mediante una especie de dispersión. Esto es lo más cerca que podemos llegar a lo que usted describe.
La conclusión de este análisis es que sus suposiciones están un poco fuera de lugar.
Las partículas virtuales son tan reales como sus interacciones pueden hacerlas. Donde existen partículas / energía reales, pueden transferir el impulso y la energía e interactuar con las cosas, pero luego estamos hablando solo de campos. Sin partículas reales, la creación de pares de partículas reales a partir de fotones individuales es básicamente imposible porque no se pudo conservar la energía y el momento. Por lo tanto, los fotones no se pueden perder como postulaste.
Por lo tanto, ningún fotón de su 1000 original debería desaparecer si no tenemos campos / partículas que interactúen con ellos.

Los fotones no interactúan con los fotones. Entonces, en un vacío perfecto, no serán absorbidos por nada. Ya que no hay nada presente para absorberlos o emitirlos. Pero cualquier haz electromagnético diverge, incluso en el vacío. Por lo tanto, dependiendo de cuán lejos esté la fuente de estos fotones, nuestros ojos absorberán menos cantidad de fotones. Esta es la razón por la cual las galaxias lejanas parecen emitir señales más débiles.