Küsimus, kuidas valgus liigub läbi kosmose, on füüsika üks igavene saladus. Kaasaegsetes selgitustes on see lainefenomen, mis ei vaja levitamiseks keskkonda. Kvantteooria kohaselt käitub see teatud tingimustel ka osakeste kogumina. Enamikul makroskoopilistel eesmärkidel saab selle käitumist siiski kirjeldada, käsitledes seda lainena ja rakendades selle liikumise kirjeldamiseks lainemehaanika põhimõtteid.
Elektromagnetilised vibratsioonid
Šoti füüsik James Clerk Maxwell kinnitas 1800. aastate keskel, et valgus on lainetena liikuv elektromagnetilise energia vorm. Küsimust selle kohta, kuidas keskkond puudub, saab seletada elektromagnetiliste vibratsioonide olemusega. Kui laetud osake vibreerib, tekitab see elektrilise vibratsiooni, mis indutseerib automaatselt magnetilise - füüsikud visualiseerivad neid perpendikulaarsetes tasapindades esinevaid vibratsioone sageli. Paaritud võnked levivad allikast väljapoole; nende juhtimiseks pole vaja ühtegi keskkonda, välja arvatud universumit läbiv elektromagnetväli.
Valguskiir
Kui elektromagnetiline allikas tekitab valgust, liigub valgus väljapoole kontsentriliste sfääride jada, mis paiknevad vastavalt allika vibratsioonile. Valgus kulgeb alati lühima tee allika ja sihtkoha vahel. Allikast sihtkohta tõmmatud joont, mis on risti lainefrondidega, nimetatakse kiiriks. Kaugel allikast degenereeruvad sfäärilised lainefrontid kiirte suunas liikuvate paralleelsete joontena. Nende vahekaugus määrab valguse lainepikkuse ja sageduse määratleb selliste joonte arv, mis läbivad antud ajaühikus antud punkti.
Valguse kiirus
Valgusallika vibreerimise sagedus määrab saadud kiirguse sageduse ja lainepikkuse. See mõjutab otseselt lainepaketi - või ühikuna liikuvate lainepurske - energiat vastavalt füüsik Max Plancki 1900. aastate alguses loodud suhtele. Kui valgus on nähtav, määrab värvi vibratsiooni sagedus. Valguskiirust vibratsiooni sagedus siiski ei mõjuta. Vaakumis on see alati 299 792 kilomeetrit sekundis (186 282 miili sekundis), väärtus, mida tähistatakse täht "c". Einsteini relatiivsusteooria järgi ei liigu miski universumis kiiremini kui seda.
Murdumine ja vikerkaared
Valgus liigub meediumis aeglasemalt kui vaakumis ja kiirus on proportsionaalne keskkonna tihedusega. See kiiruse muutus põhjustab valguse paindumise kahe keskkonna kokkupuutel - seda nähtust nimetatakse murdumiseks. Selle nurk, mille juures see paindub, sõltub kahe keskkonna tihedusest ja langeva valguse lainepikkusest. Kui läbipaistvale keskkonnale langev valgus koosneb erineva lainepikkusega lainefrontidest, kummardub iga laineesine erineva nurga all ja tulemuseks on vikerkaar.