Si un átomo de hidrógeno en el sol absorbe un fotón de frecuencia f que se dirigía hacia la tierra. ¿No lo reemitiría el átomo poco después en la misma dirección? (para conservar el momento lineal)
¿Por qué ver entonces huecos en el espectro de emisión del sol que corresponden a las líneas espectrales del hidrógeno?
No es necesario que emita en la misma dirección. Además, suele haber un retardo antes de la reemisión, que no tiene por qué ser inmediata. Piensa en lanzar una pelota contra un gran trozo de goma elástica. Después de frenar y detenerse, el elástico puede volver a acelerar la pelota elásticamente sin calentamiento por fricción y lanzarla fuera. Podría ser en cualquier dirección. Tal vez se podría imaginar que el bulto gira o simplemente tener el bulto como una caja con algunos agujeros y la pelota queda atrapada durante un tiempo con rebotes internos elásticos aleatorios antes de salir en una dirección aleatoria.
No hay ningún problema con la conservación de la energía y el momento teniendo una colisión elástica con la bola que sale disparada en varias direcciones, como en las colisiones de bolas de billar o pool.
Es importante saber que todos los átomos/moléculas no pueden absorber toda la gama de ondas luminosas (fotones) - ver ici . Esto se debe a la cuantización de los niveles de energía (un fenómeno muy propio de la mecánica cuántica).
He aquí la imagen de la discreción en los niveles de energía del hidrógeno: 
Por lo tanto, se absorben y se reemiten fotones muy específicos de energía igual a la diferencia de energía entre los niveles. Todos los demás fotones simplemente pasan. Esa es la razón por la que se ven líneas en lugar de espectros continuos en el espectro de emisión/absorción.
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