Wie können wir Objekte sehen, die so weit entfernt sind? [Duplikat]

Das HUDF war früher das tiefste Bild des Universums, das jemals vom Hubble-Teleskop aufgenommen wurde, der entfernteste Stern in diesem Bild ist 59000 Lichtjahre entfernt.

Der betreffende Stern:Der fragliche Stern

Stellen Sie sich nun ein lichtemittierendes Objekt wie einen Stern und einen Beobachter wie ein Teleskop vor, die 59000 Lichtjahre voneinander entfernt sind. Ich habe alles in 2D dargestellt, aber in 3D wäre es vermutlich dasselbe, aber mit Kugeln:

Distanz

Stellen Sie sich nun die Photonen vor, die das Objekt in Teilchenform aussendet. Sie werden alle eine Richtung haben und sie werden bei C in diese Richtung gehen, vorausgesetzt, dass sich keine massiven Objekte zwischen ihren Pfaden befinden:

Ausstrahlen

Beachten Sie, wie die Photonen getrennte Pfade haben, weil sie unterschiedliche Richtungen haben, jetzt sollte es offensichtlich viel mehr Photonen geben, aber der Einfachheit halber habe ich es so gezeichnet. Mein Punkt ist, sollte bei ausreichender Entfernung die Wahrscheinlichkeit, ein Photon zu treffen, nicht so gering sein, dass es fast unmöglich wird, ein Objekt zu sehen? So:

Leichte Schläge

Hier kann der Beobachter die Photonen erkennen, aber wenn es leicht daneben wäre, würde es nicht:

Licht trifft nicht

Wie können wir also so weit entfernte Objekte erkennen? Gibt es etwas an der Wellenform des Lichts, das ich nicht berücksichtige, wird Licht überhaupt auf diese Weise emittiert?

Aktualisieren:

Wenn ich mir andere doppelte Fragen ansehe, habe ich zwei Antworten gesehen:

1- Es werden einfach zu viele Photonen emittiert, dass die "Lücken" einfach zu klein sind, um einen Unterschied zu machen.

2- So werden Photonen nicht wirklich emittiert, stattdessen breitet sich ein Quantenfeld radial aus und wir erkennen das Photon nur, wenn wir mit dem Feld interagieren.

Bedeutet dies, dass es Objekte gibt, die wir nicht sehen können, selbst wenn wir genügend Zeit haben, damit das Licht uns erreicht (vermutlich außerhalb des derzeit beobachtbaren Universums)?

Oder sind die Lücken wegen Antwort Nummer 2 gar nicht vorhanden?

Hallo Victor, deine Frage ist in der Tat ein Duplikat der Frage, die Steve B vorschlägt. Überprüfen Sie den Link und Sie haben Ihre Antwort.
@JohnRennie, außer dass der Stern des OP viel weiter entfernt ist, was eine Reduzierung von bringt ( 5900 ) 2 ≈ 3 × 10 − 8 . Trotzdem klingen 0,01 Photonen pro Quadratzentimeter pro Sekunde für Hubble durchaus vernünftig.
Entschuldigung, dass ich keine Quellen gepostet habe, es ist tatsächlich ein roter Zwerg, ich habe ihn in diesem Wikipedia-Artikel gefunden: Link

Antworten (1)

Es gibt Photonen, die in alle Richtungen reisen, nicht nur das Dutzend oder so, das Sie zeigen. Je weiter das Teleskop von der Quelle entfernt ist, desto weniger Raumwinkel deckt es ab und desto weniger Photonen sammelt es. A 1 M 2 Teleskop, das auf die Sonne gerichtet ist, wird ungefähr empfangen 1.4 k W . Nimmt man eine typische Photonenenergie von 2 e v das ist ungefähr 4.2 E 21 Photonen/Sekunde. Bewegen Sie die Sonne zu 1 , 000 , 000 Lichtjahre und es ist 6.3 E 10 mal weiter, so erhalten wir einen Faktor ( 6.3 E 10 ) 2 weniger Photonen, aber das ist immer noch etwa eins pro Sekunde.

Und die Objekte, die wir in solchen Entfernungen sehen, sind typischerweise Galaxien mit Milliarden von Sternen, also erhalten wir immer noch Milliarden von Photonen pro Sekunde.
Ich verstehe, wenn ich mir diese Antwort und andere Duplikate meiner Frage ansehe, besteht das Problem darin, dass viele Photonen emittiert werden. Bedeutet dies jedoch, dass es Objekte gibt, die wir einfach nicht sehen können, weil sie so weit entfernt sind?
@victormeriqui: nein, lies meine Antwort auf die verknüpfte Frage. Die emittierten Photonen werden delokalisiert, sodass sie praktisch über einen weiten Bereich verteilt werden.
Wie können wir Objekte sehen, die so weit entfernt sind? [Duplikat]
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