¿Por qué hay un fotón cada milímetro de tierra procedente de una estrella a millones de años luz de distancia?

Question

He estado teniendo este pensamiento confuso por tanto tiempo ahora sería sorprendente si alguien me pueden contestar.

Imaginar este asterisco * . Como se puede ver, desde el punto central, las líneas van hacia afuera, como un sol emite rayos de luz en todas direcciones.

PERO, teóricamente, debería haber un "finito" la cantidad de fotones que se envía en el espacio, lo que significa que el que está más lejos del sol que, digamos de 1 millón de años luz, es menos probable que los ojos de la captura de los fotones emitidos por la fuente?

Así lo hace la teoría de los fotones de malo? Ya podemos ver una estrella a millones de años luz de distancia, no importa dónde nos encontramos en el suelo de este planeta. Esto significa que la estrella puede emitir al menos un fotón cada milímetro o menos millones de años luz de distancia, así que eso significaría que tendría un "imposible" la densidad de fotones enviado a la fuente en la superficie del sol en todas las direcciones del cosmos.

¿Cómo es esto posible?

Answer 1

Si usted observa una estrella de la radio de $R$ de la distancia $L$, usted lo verá como un pequeño disco bajo el ángulo de $2R/L$ por lo que el ángulo sólido que los fotones de la estrella de portada escala, como los de $(R/L)^2$. Ese es el porcentaje de la retina que va a recibir fotones: el ángulo sólido mide el "porcentaje de direcciones" en la que los fotones de la estrella están volando. El número de fotones de la estrella que golpeó a su eyebulb escalas como $(R/L)^2$ (la dependencia de la $1/L^2$ es lo que me importa aquí), porque están divididos a todos los puntos de la esfera de área $4\pi L^2$, por lo que dividiendo estas dos expresiones, se puede ver fácilmente que el número de fotones por unidad de área de la retina es en realidad independiente de $L$. Las estrellas se ven más pequeños como se pone aún más, pero el número de fotones por unidad de tiempo que afectó a una pequeña área de la retina es $L$independiente.

Si usted está realmente preocupado de que la estrella no emiten suficiente de fotones para satisfacer tus ojos, tenga en cuenta que el Sol emite aproximadamente $4\times 10^{44}$ fotones cada segundo. La distancia Tierra-Sol es de aproximadamente 150 millones de km, que es de 15 billones de veces el radio de la eyebulb. Plaza y aún así conseguir que el número de los ojos del tamaño de las áreas en la superficie de la 1-AU-radio de-gran esfera es sólo de orden $10^{26}$, sigue dando de $10^{18}$ fotones a cada eyebulb por segundo.

Así que si usted permite que el 100 fotones por eyebulb a ser suficiente para ver, usted aún puede permitir que la estrella se $10^{8}$ veces más que el Sol. El sol está a 8 minutos de luz y si se multiplica por 100 millones de euros, se puede conseguir algo como 200 años luz. Así que con este mínimo necesario el número de fotones por eyebulb (100 por segundo), puede ver las estrellas hasta cientos de años luz de distancia (yo no puedo). Por supuesto, los telescopios son la recolección de luz de las estrellas de un área mucho más grande que el eyebulb (y que también puede recoger pacientemente a que los fotones de un tiempo mucho más largo) para que ellos puedan ver las estrellas mucho más que eso.