光線會變彎嗎？

水槍射出的水柱會因為水槍的擺動而變彎，手電筒裡面射出的光線會因為手電筒的擺動而變彎嗎？假設在無盡廣闊的真空環境，這個光線會是什麼樣子的？

題主的問題中的彎和上述幾位答主的彎有些不同。但某些角度，歸根結底又是相同的。

我們不妨把光拆成一個個連續脈衝波包來理解，樓主的問題是，不同的脈衝連接起來的軌跡是否可以是彎的？這是一個時間上的運動過程產生的現象。顯然，這是可以的，當波源的位置和發射方向伴隨時間移動，那麼形成的波包序列的連線一定是彎的。但波包本身在我們看來仍然是直線運動的。但上述論述也不是絕對的，我們下面會討論到。

幾位答主的回答，其實回答的是：一個波包的運動軌跡能否彎折？或者說，一個波包的運動方向是否能改變？關鍵是兩句話：在一個慣性參考系下，當一個宏觀的波包脫離波源被發射出去後，它就不再與波源有聯繫，波源的運動不會影響它。這時候，它遵守一個物理定律：在均勻介質中，光是直線傳播的。在這個基礎上，體系中的光線彎折有兩種可能性。

第一種可能性，對應「均勻介質」這個詞，是破壞空間中介質的均勻性，或者說空間的連續平移對稱性。最簡單的，兩個折射率不同的介質的界面附近，光的軌跡就會彎折，參見斯涅耳定律。更複雜一點的話，漸變折射率的介質（例如大氣層、受到加熱的空氣）中，光線的線路會彎折，導致我們看到像會發生扭曲，產生海市蜃樓、夏天的熱氣騰騰等現象。

@LilyChouChou 答主介紹了另一種可能性，即廣義相對論效應，在引力對時空的扭曲下，光在真空中的傳播也會發生彎曲。我在這方面只是略知一二，只能概括地說。廣義相對論告訴我們，引力的效應等價於一個加速運動的非慣性參考系。在引力的影響下，「慣性參考系」這個條件被去除，光線的彎折就能做到了。我們可以回過來看題主問的問題，其實當你把轉動的波源作為參考構造參考系的話，光線確實是彎折了。這樣一個轉動的參考系就是一個非慣性系。

打個不那麼貼切的比方，在一個沒有重力、真空的環境下，你用一把機關槍對準一個方向連續射擊，所有的子彈肯定都是直線發射出去的。當你緩慢轉動槍口進行掃射，看上去子彈之間的連線變成了曲線，但實際上每顆子彈的運動軌跡依舊是直線。但是，如果你認為你和你所轉動的槍口沒有動，那麼在你看來，子彈就不是直線發射出去了。另一方面，不轉動槍口，而是在空間中放進了一顆星球，那麼受到引力的影響，每一顆子彈的運動軌跡會向星球彎曲，也不是直線發射出去的。

水柱的變彎，原理是水的重力引起的。手電筒出射的光變彎，與大氣顆粒物的散射有關。真空中的光線，由於沒有介質，所以環境中的折射率各處相同，光在理論上會沿著直線傳播。

廣義相對論中就有一個重要預言：光線在通過大質量物體(或強引力場)附近時會發生彎曲。