Radartechnik für entfernte Objekte

Wenn wir die Entfernung zu einem Objekt mit Radar erkennen wollen, können wir dies nur für Objekte innerhalb des Sonnensystems tun, da sonst das zurückkehrende Signal zu schwach wäre, um es zu erkennen. Andererseits sind wir in der Lage, sehr weit entfernte Signale zu erkennen, beispielsweise bei einer Rotverschiebung von z=1000. Wie sind die beiden Dinge konsistent?

Wenn wir Radar für entfernte Objekte verwenden, könnten wir dann einzelne Photonen des zurückkehrenden Signals erkennen?

Antworten (1)

Wir können Dinge von sehr weit entfernten Objekten erkennen, weil sie sehr, sehr hell sind und vor langer Zeit Licht emittiert haben (zur richtigen Zeit, damit uns dieses Licht jetzt erreicht).

Nehmen Sie als Analogie die Echoortung von Fledermäusen.

Eine Fledermaus kann durch Echoortung eine Motte erkennen, die ein paar Meter vor der Fledermaus fliegt. Die Fledermaus kann fernen Donner aus 10 km Entfernung hören. Aber die Fledermaus kann mit der Echoerkennung weder eine Motte noch einen 10 km entfernten Berg erkennen. Das Quietschen, das die Fledermaus macht, ist einfach zu leise, um 10 km zum Berg und zurück zu fahren.

Die scheinbare Helligkeit einer entfernten Quelle ist proportional zu 1 / R 2 (Ein zehnmal weiter entferntes Objekt ist also 100-mal dunkler) Wenn Sie jedoch ein Radarsignal von einer Quelle abprallen lassen, ist die Helligkeit der Reflexion proportional zu 1 / R 4 (Ein zehnmal weiter entferntes Objekt ist 10000-mal dunkler!). Die empfangene Leistung von entfernten Zielen ist relativ sehr gering.

Ebenso können wir Photonen aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund nachweisen, denn diese erfüllten das Universum vor 13,7 Milliarden Jahren, als sie erstmals frei reisen konnten. Nichts könnte heller sein, als das gesamte Universum mit heißem Plasma zu füllen.

Andererseits können wir Radar nicht verwenden, um die Entfernung zu solchen Dingen zu messen. Unsere Radar-"Quietscher" sind nicht hell genug, um Objekte jenseits des Sonnensystems zu beleuchten. Und es würde Milliarden von Jahren dauern, bis die Photonen im Radarimpuls den Ort erreichen, an dem das CMB, das wir jetzt sehen, zuerst freigesetzt wurde. Und noch Milliarden Jahre, bis es zurückkommt (tatsächlich würden diese Photonen aufgrund der Expansion des Universums nie zurückkommen)

Wir können Radar nicht einmal für entfernte Körper des Sonnensystems verwenden. Die 1-MW-Strahlen sind beispielsweise zu schwach, um ein brauchbares Rücksignal von Pluto zu erhalten.

Nun, CMB-Photonen sind nicht so energiereich, aber Sie meinen, dass sie zum Zeitpunkt der Emission sehr energiereich waren, und das hat ihnen geholfen, den ganzen Weg aus einer Entfernung von 13,7 Milliarden Lichtjahren zur Erde zu schaffen, richtig?
Nicht wirklich, nur dass es viele waren. Es spielt keine Rolle, wie energisch sie waren oder sind. Aber es gibt immer noch viele von ihnen. Es gibt immer noch hundertmal mehr CMB-Photonen als jedes seitdem emittierte Photon.
Wie ein bestimmtes „Fan-Lieblings“-Poster hier und über Weltraumforschung kürzlich betonte, können Radarsysteme auf Erkundungssonden Signale von den Objekten empfangen, an denen sie vorbeikommen, und diese dann mit engem Strahl zurück zur Erde (oder zur Medina-Station) weiterleiten.
ooh schöne mütze!!!
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