¿Es la luz que vemos de las estrellas extremadamente antigua?

Sí, el velocidad de la luz en vacío (o c ) es 299,792,458 m / sy uno año luz es la distancia que recorre la luz en un año juliano (365,25 días), que sale como 9.4605284 × 10 ¹⁵ metros. Dado que c es la velocidad máxima a la que puede viajar toda la energía, la materia y la información del Universo, es la constante física universal a la que el año luz ( ly ) como se basa una de las unidades astronómicas de longitud.

Eso significa que la luz visible como una radiación electromagnética no puede viajar más rápido que c y en un año juliano puede recorrer una distancia máxima de

d = t * c

d es la distancia en metros

t tiempo en segundos

c la velocidad de la luz en el vacío en metros por segundo

Si calculamos esta distancia para un objeto distante de 4.243 ly , sale como 4.243 * 365.25 * 86,400 s * 299,792,458 m * sˉ¹ o exactamente 40,141,879,395,160,334.4 metros (aproximadamente 40 billones de kilómetros o 25 billones de millas).

Ese es el distancia recorrida por la luz desde la última vez que se reflejó (o en nuestro caso se emitió, ya que Proxima Centauri es una estrella enana roja ) la superficie de f que un objeto celeste sea 4.243 años julianos más tarde visible en nuestro punto de observación, en este caso nuestro planeta Tierra desde donde se midió la distancia a Próxima Centauri que citó.

Cuanto más poderoso es el telescopio, más hacia el pasado podemos ver porque la luz es mucho más antigua. Esto es igual independientemente de la distancia del objeto que estés observando, pero la astronomía es particularmente ordenada en este sentido y podemos observar objetos que están tan distantes que los vemos desde el momento en que todavía se estaban formando.

Para obtener más información sobre otras unidades utilizadas para medir objetos lejanos, es posible que le interese leer esta pregunta sobre el parsec.

Comentarios

• Entonces, cuando miramos el cielo nocturno, estamos mirando el pasado. Digamos ‘ s una de las estrellas vemos en el cielo que se convirtió en supernova y ya no existe más y digamos ‘ s que esta supernova era ‘ pequeña ‘ y podría ‘ ve de ser visto solo si estuvieras literalmente al lado de la estrella. Vamos a ‘ s dicen que esta estrella está a 4ly de distancia. Así que en 4 años ya no veremos la estrella, ¿verdad?
• @NuWin No hay tal cosa como un supernova tan pequeña. En cuatro años, verías la supernova (después de que la luz ya haya viajado durante cuatro años desde la perspectiva de un observador en la Tierra) que se desvanecería gradualmente hasta que ‘ ya no sea visible. a simple vista. Además, todos morirían.

Una respuesta más profunda es «sí y no». En el marco de referencia de la propia luz, el viaje desde Proxima hasta aquí es instantáneo. En nuestro marco de referencia, lleva cuatro años; todo esto está ligado a la relatividad y la naturaleza del espacio-tiempo.

Pero en el sentido cotidiano, de hecho, estamos mirando hacia atrás en el tiempo a la luz de las estrellas.

Comentarios

• » En el marco de referencia de la luz misma, el viaje desde Proxima hasta aquí es instantáneo . » ¿Podrías ampliar eso con alguna explicación, por favor?
• En general, el espacio y el tiempo de realtividad son parte de un solo » spacetime » y si un objeto viaja a través del espacio-tiempo a la velocidad de la luz, entonces no experimenta el tiempo. Este en.wikipedia.org / wiki / World_line podría ayudar, aunque como muchos artículos de Wikipedia sobre ciencia, no ‘ t toma muchos prisioneros cuando se trata de presentar un tema.
• Se vuelve extraño (en una especie de zumbido de relatividad general normal) cuando piensas en la perspectiva del ‘ del fotón. El fotón es emitido por la estrella y recibido instantáneamente por su ojo. En un sentido real, ese fotón no podría haberse emitido a menos que » el universo supiera » (o » estructurado de tal manera … «) que tu ojo estaría allí para mirarlo precisamente en el momento en que lo miraste. Cada fotón debe tener un principio y un final » ya en su lugar «. Entonces, un universo con una sola estrella no podría emitir fotones porque no habría nada para recibirlos.

En realidad, la luz que nos llega desde Proxima Centauri no tiene necesariamente 4.243 años. Quizás algunos de los fotones que llegan aquí fueron creados en la fotosfera de Proxima. Pero algunos de ellos habrán sido creados en el centro de la estrella, y estos fotones pueden tardar muchos años en llegar a la fotosfera, donde luego son «emitidos».

Para nuestro sol, está escrito (en el artículo de Wikipedia sobre nuestro sol ):

» Los rayos gamma (fotones de alta energía) liberados en las reacciones de fusión se absorben en solo unos pocos milímetros de plasma solar y luego se vuelven a emitir en una dirección aleatoria y con una energía ligeramente menor. Por lo tanto, la radiación tarda mucho en llegar a la superficie del Sol. Las estimaciones del tiempo de viaje de los fotones oscilan entre 10.000 y 170.000 años. «

De manera similar, muchos de los fotones que llegan de Proxima pueden tener varias decenas de miles de años. Su tiempo de viaje desde la fotosfera de Proxima es solo una pequeña parte de su viaje a la Tierra.

Comentarios

• Creo que esto es útil e interesante para mencionar (+1), pero este tipo de ‘ caminata aleatoria ‘ idealización me parece más que un poco extraña y engañosa. Es ‘ Es difícil darle mucho sentido a la afirmación de que cualquier fotón cerca de la fotosfera es en realidad el » mismo » El fotón se produce cerca del núcleo en un pasado distante, ya que el número de fotones no se conserva drásticamente durante el proceso de absorción / emisión. Por otro lado, dado que los fotones son idénticos de una manera más fuerte que cualquier objeto clásico, la distinción de » mismos fotones » frente a » diferentes fotones » no es ‘ t muy significativo en primer lugar.
• Sí, @StanLiou, esto es un capricho, pero como dices, al menos un poco interesante. En cuanto a » igual » frente a » diferente » fotones, bueno, hay muchos misterios en el universo, y este es uno de ellos.
• También se podría hablar de fotones de luz que viajaron miles de años desde otra estrella antes de llegar a Proxima. Centauri y posteriormente emitidos hacia nuestro planeta. Pero no ‘ creo que tales meandros de fotones antes de la emisión hacia la Tierra tengan algo que ver con el OP.
• No, realmente no ‘ no estoy de acuerdo. Los fotones que son absorbidos y reemitidos no son realmente los mismos fotones. Tienen diferentes energías y una dirección diferente (aleatoria). Se podría decir que la energía que se emite desde el núcleo de la estrella ‘ tarda 100.000 años en llegar a la fotosfera, pero no los fotones.
• Incorrecto. Los fotones que llegan a la Tierra son emitidos (por definición) desde la fotosfera. Los fotones emitidos en el núcleo son rayos X duros con trayectorias libres medias de un mm.

Toda la luz que vemos es del pasado. La luz de una bombilla a una distancia de 3 metros llega 10 ns después de haber dejado la bombilla en el ojo. Para distancias cortas, este retraso es insignificante (10 ns es 10 mil millonésimas de segundo), pero a escala astronómica se vuelve significativo. La luz del Sol tarda 8 minutos y 20 segundos en llegar a la Tierra, así que cuando vemos el Sol, es el Sol como hace 8 minutos. Si el Sol muriera repentinamente, no nos daríamos cuenta durante 8 minutos.

Lo mismo ocurre con otras estrellas de nuestra galaxia. La luz de una estrella a 4 años luz tarda 4 años en llegar hasta nosotros; es la definición de un año luz.

Se podría hacer la siguiente comparación: supongamos que hay una ciudad a 100 años de automóvil de donde vives.Eso significa que un automóvil tarda 100 años en llegar a usted. Cuando un automóvil de esa ciudad lo alcanza hoy, se fue en 1914. No será un sedán de 2010, sino un Ford T. Cuando llegue el automóvil, verá que hace 100 años.

Este investigar la historia es muy conveniente para los cosmólogos. ¿Quieres saber cómo eran las galaxias hace 13.500 millones de años, cuando el Universo aún era joven? Bueno, busque la luz que ha estado en marcha durante ese tiempo. Dejó la galaxia en estudio hace 13.5 mil millones de años y le muestra cómo era esa galaxia en ese momento. No le dice nada sobre su estado actual. Puede haber chocado con otra galaxia o haber sido absorbida por un agujero negro. No hay forma de saber más que esperar otros 13.5 mil millones de años, hasta que la luz emitida ahora nos alcance.

Otra cosa interesante para observar desde ese pasado lejano es la Radiación Cósmica de Fondo de Microondas (CMB). Es la radiación del Big Bang, que ha estado en marcha durante 13.800 millones de años. Por supuesto, hoy el Big Bang es historia, pero gracias a la velocidad de la luz «limitada», esta historia está continuamente en curso para nosotros.

edit
Introduzca la relatividad. Entonces decimos que la luz de Proxima Centauri ha estado encendida durante 4.2 años, pero solo desde nuestro punto de vista . A medida que los objetos se acercan a la velocidad de la luz, su tiempo se ralentiza y, en última instancia, cuando se alcanza la velocidad de la luz, el tiempo se detiene por completo. Ahora los fotones viajan a la velocidad de la luz, por lo que para ellos el tiempo está detenido. Desde el punto de vista del fotón , recorre toda la distancia desde Proxima Centauri a la Tierra instantáneamente : llega a la Tierra al mismo tiempo que sale de Proxima Centauri! (No se puede hacer esto con objetos que tienen masa).

Viajar a la velocidad de la luz tiene implicaciones para ambos espacio y tiempo. Además de no tener experiencia en el tiempo, los fotones no perciben ningún espacio en la dirección de su viaje. Por lo tanto, su viaje espacial «instantáneo» cubre una distancia cero. En otras palabras, cada fotón percibe que su globo ocular está unido a la fotosfera de Alpha Centauri, lo que permite un tiempo de viaje muy corto …

Comentarios

• Entonces … en el marco de referencia del fotón, no fue a ninguna parte, instantáneamente. Sin embargo, estás hablando de fotones y » su viaje «, pero aparentemente no hubo viajes y NUNCA cualquier viaje. ¿Qué significa existe ‘ exactamente 0 veces? Parece que ‘ estás diciendo que en el marco de referencia de los fotones, los fotones no ‘ existen.