¿Cómo podemos fotografiar algo que está a miles de millones de años luz?

Question

Hace tiempo que tengo esta pregunta en la cabeza, pensé que ustedes podrían iluminarme fácilmente.

Estoy confundido sobre algunas fotografías espaciales y afirmaciones como "esta galaxia está a 13 mil millones de años luz de nosotros": ¿cómo podemos tomar la fotografía de algo tan lejano, si está a 13 mil millones de años luz no se necesitarían 26 mil millones de años luz para tomar esas fotos?

Hoy este post me ha llevado a hacer esta pregunta, por fin: una imagen espacial

Ciertamente hay algo que no sé sobre la fotografía o los años luz; si pudieras decirme la lógica que hay detrás de esto, te lo agradecería.

No soy físico ni ningún tipo de ciencia, así que por favor toleren mi ignorancia.

Answer 1

El error está probablemente en esta afirmación

si está a 13.000 millones de años luz, ¿no tardaría 26.000 millones de años luz en tomar esas fotos?

Creo que te estás imaginando que las cámaras envían luz a los objetos, y cuando esta luz vuelve graba la luz como una imagen. No es así. Las cámaras se limitan a registrar la luz que ven de esa zona. Así que si esa zona está a 13.000 millones de años luz (no estoy seguro de la credibilidad de la fuente), lo único que significa es que la luz que están captando hoy es la luz que emitió la galaxia hace 13.000 millones de años.

Imagina, por ejemplo, que Anna y Bob están jugando a la pelota. Anna lanza la pelota a Bob. Bob recibe la pelota y dice que la pelota llegó a las 15:00 en punto. Pero la pelota estuvo en el aire durante 1 minuto (Anna es una lanzadora lenta). Eso significa que Anna lanzó la pelota a las 2:59, aunque Bob la haya registrado a las 3:00. En este escenario, Bob está actuando de forma muy parecida a como actúa una cámara, recibiendo información (en este caso una pelota, en el caso de una cámara sería la luz de las galaxias) La razón por la que el Hubble tomó fotos durante 4 meses (esto puede estar mal, no soy bueno con la fotografía) es que cuanto más tiempo recibe la información, más luz de "fondo" que no queremos capturar puede ser eliminada.

Espero que esto tenga sentido.

P.D. Puede que haya entendido mal la pregunta. Usted dice

si está a 13.000 millones de años luz, ¿no tardaría 26.000 millones de años luz en tomar esas fotos?

como si los años luz fueran una medida de tiempo. Un año luz es una medida de distancia, la distancia que recorre la luz en un año en el vacío.

Answer 2

[ ] si está a 13.000 millones de años luz, ¿no tardaría 26.000 millones de años luz en tomar esas fotos?

Sólo si fueras utilizando un flash . Con un flash, dispararías el flash aquí, 13 mil millones de años más tarde la luz del flash habría viajado hasta allí e iluminaría la galaxia lejana, y otros 13 mil millones de años más tarde habría viajado de vuelta de nuevo y podrías abrir el obturador y tomar una foto de la luz reflejada de tu flash.

Pero no se toman fotografías de objetos del espacio profundo utilizando un flash. Se utiliza la luz que estos objetos (o algunos objetos brillantes cercanos) emiten por sí mismos. Así que simplemente abres el obturador ahora, y grabas la luz emitida por la galaxia hace 13.000 millones de años. Lo que significa que estás retratando el objeto tal y como era hace 13.000 millones de años, pero como tuvo la amabilidad de emitir luz hace todo ese tiempo por sí mismo, sin que tú se lo pidieras ni le dieras iluminación, eso no te impide hacer tu foto.

Answer 3

La respuesta me la dieron mis colegas :) Y supongo que tú querías decir lo mismo.

Para hacer una foto no es necesario enviar algunos fotones y esperar a que se reflejen en el objeto. Tomar una foto es básicamente obtener los fotones que son lanzados por el objeto. En mi caso, los fotones lanzados por el objeto hace 13.000 millones de años.

Answer 4

En primer lugar, un año luz es sólo una unidad de distancia, y no una unidad de tiempo. Son 9 460 538 400 000 000 metros. Se utiliza mucho como medida de distancia en astronomía, ya que los números salen más razonables, y muy convenientemente, la luz viaja a 1 año luz por año.

Se puede hacer una foto de una estrella que explota a 13.000 millones de años luz exactamente igual que se puede hacer una foto de una vela al otro lado de la habitación. La única diferencia es el tiempo que tarda la luz en llegar a ti. En el caso de la vela, la luz tardará unos pocos nanosegundos en llegar de un lado a otro de la habitación, en el caso de la estrella en explosión, la luz tardará 13.000 millones de años.

Todo lo que brilla está emitiendo fotones (pequeñas partículas de luz). Éstas salen en todas las direcciones. Si apuntas con una cámara al objeto que brilla, la cámara captará algunos de esos fotones. Si se trata de una cámara de película, los fotones provocarán una reacción química en los trozos de película con los que chocan. Si se trata de una cámara digital, los fotones harán que los electrones se desplacen y la cámara podrá medirlo.

Cuando se fotografían cosas a gran distancia, normalmente se necesita una exposición larga. Esto se debe a que la mayoría de los fotones emitidos por la estrella en explosión nunca te alcanzarán, ya que se dispersan en todas las direcciones, y sólo unos pocos irán exactamente en tu dirección. Esta exposición puede durar minutos u horas para recoger suficientes fotones para medir. Sin embargo, no existe ninguna relación particular entre la duración de la exposición y la distancia a la que se encuentra el objeto fotografiado.

Answer 5

Al leer las otras respuestas, encuentro que todas tienen sentido y son correctas. Desgraciadamente, nuestro amigo sigue sin entenderlas, así que voy a intentar decir lo mismo (me parece correcto) desde un enfoque diferente.

Si haces una foto a alguien de noche, es posible que necesites un flash. Éste escupe un montón de luz que puede reflejarse en el sujeto y ser capturado por la cámara. Pero si haces la misma foto a alguien de día, es muy probable que no necesites el flash: ya hay mucha luz flotando por ahí para que la cámara la capture.

Pues lo mismo ocurre en el espacio: hay mucha luz flotando. Va a flotar alrededor, haya o no una cámara para capturarla. Simplemente va a salir de la estrella o del cuásar o de lo que sea que la haya producido, y va a seguir yendo hasta que se encuentre con algo. Tal vez se encuentre con algo cercano a lo que lo produjo. (La luz de nuestro sol hace esto cuando choca con nosotros, estamos bastante cerca). O tal vez choca con algo súper lejano, como en el otro lado del universo.

La clave es que la luz ya está ahí. Por eso ponemos la cámara allí. Para capturar la luz que ya está flotando allí.

Tu hipótesis de 26.000 millones de años podría tener cierto sentido: si quisiéramos dirigir un "flash" hacia nuestro objetivo, inundándolo de luz para ver lo que rebota hacia nosotros y así obtener una imagen más clara, podríamos hacerlo, y efectivamente tardaríamos 26.000 millones de años. (Probablemente más, ya que probablemente se está acelerando lejos de nosotros). Bueno, en teoría podríamos. El destello que hiciéramos sería probablemente tan potente como para incinerar la Tierra, pero es un pequeño precio a pagar para que algún cuásar se haga su propio selfie, ¿no? Sólo tenemos que esperar que desarrollarlo a tiempo .