Würden wir in die Vergangenheit sehen können, indem wir einen Spiegel in den Weltraum stellen?

Ich denke, die Frage bezieht sich darauf, einen sehr großen Spiegel im Weltraum gegenüber der Erde zu platzieren. Wenn wir es mehrere Lichtminuten entfernt platzieren würden, dann könnten Ereignisse, die sich gegenüber dem Spiegel ereignen, de novo mit mehr Vorbereitung auf die Warnung überprüft werden, die wir erhielten, als das erste Licht des Ereignisses auf der Erde ankam.

Zum Beispiel könnte eine Supernova, die in M31 explodiert, in dem Moment, in dem ihr Licht zum ersten Mal eintrifft, nicht beobachtet werden, und daher könnten die anfänglichen Beobachtungen verloren gehen. Mit einem Spiegel, der M31 zugewandt ist, könnten wir diesen Spiegel jedoch beobachten, während sich das Ereignis entfaltet, nachdem wir im Voraus gewarnt worden waren, dass es etwas Sehenswertes gibt.

Gute Idee! Aber es wäre wahrscheinlich viel billiger, einfach mehrere Teleskope zu haben, die immer die "primäre" Sternenlandschaft auf unerwartete Ereignisse beobachten.

Ja, wir schauen immer in die Vergangenheit, wenn wir irgendwo suchen. Es gibt zum Beispiel einen Spiegel auf dem Mond. Wenn wir einen Laserstrahl zu diesem Spiegel senden, können wir das reflektierte Licht etwa 2,5 Sekunden später erkennen. Dies könnte so interpretiert werden, dass man 2,5 Sekunden in die Vergangenheit schaut, wenn der Laser abgefeuert wurde. Details hier .

Hier sind einige Gedanken, die an eine Antwort angepasst sind, die ich vor einiger Zeit auf Phyiscs SE auf eine ähnliche Frage gestellt habe. Um die Vergangenheit zu beobachten, müssen wir Licht von der Erde erkennen, das von irgendwo weit entfernt im Weltraum zu uns zurückgeworfen wird.

Die durchschnittliche Albedo der Erde beträgt etwa 0,3 (dh sie reflektiert 30 Prozent des auf sie einfallenden Lichts). Die Menge der einfallenden Strahlung von der Sonne zu jedem Zeitpunkt ist die Sonnenkonstante ($F \sim 1.3 \times 10^3$Wm$^{-2}$) über eine Halbkugel integriert. Damit beträgt das insgesamt von der Erde reflektierte Licht etwa$L=5\times 10^{16}$W.

Wenn dieses Licht von der Erde das gleiche Spektrum wie Sonnenlicht hat und es von etwas reflektiert wird, das optimal positioniert ist - dh es sieht die volle beleuchtete Hemisphäre. dann wird grob gesagt der einfallende Fluss auf einen reflektierenden Körper sein$L/2\pi d^2$(weil es grob in eine Hemisphäre des Himmels gestreut ist).

Jetzt müssen wir einige abweichende Szenarien untersuchen.

1. Es gibt einfach ein großes Objekt in einer Entfernung, das stark reflektiert. Ich werde 1000 Lichtjahre entfernt als Beispiel verwenden, was es uns ermöglichen würde, 2000 Jahre in die Vergangenheit der Erde zu sehen.

Seien wir großzügig und sagen, es ist ein perfekter Reflektor, aber wir können keine Spiegelreflexion annehmen. Nehmen wir stattdessen an, dass das reflektierte Licht ebenfalls isotrop in a gestreut wird$2\pi$fester Winkel. So wird die Strahlung, die wir zurückbekommen, sein

Um einen Fluss in eine astronomische Größe umzuwandeln, stellen wir fest, dass die Sonne eine visuelle Größe von hat$-26.74$. Die scheinbare Helligkeit des reflektierten Lichts wird durch gegeben

Lassen Sie uns also einige Zahlen eingeben. Annehmen$r=R_{\odot}$(dh ein Reflektor so groß wie die Sonne) und lassen$d$1000 Lichtjahre sein. Daraus rechne ich$m=85$.

Um dies in einen Zusammenhang zu bringen: Das Ultratieffeld des Hubble-Weltraumteleskops hat eine Größenordnungsgrenze von etwa$m=30$( http://arxiv.org/abs/1305.1931 ) und jeweils 5 Magnituden obendrauf entsprechen einem 100-fachen Helligkeitsabfall. Damit$m=85$ist etwa 22 Größenordnungen schwächer als durch HST nachweisbar. Was noch schlimmer ist, der Reflektor streut auch das gesamte Licht aus dem Rest des Universums, so dass es völlig sinnlos ist, das Signal von der Erde auszulesen.

2. Ein großer, flacher Spiegel, 1000 Lichtjahre entfernt.

Wie kam es dorthin? Lassen wir das beiseite. In diesem Fall würden wir nur ein Bild der Erde betrachten, als wäre es 2000 Lichtjahre entfernt (vorausgesetzt, alles wird reflektiert). Der Fluss, der in diesem Fall auf der Erde zurückkommt:

OK, das ist vielversprechender, aber immer noch 7 Größenordnungen unter der Nachweisbarkeit mit dem HST und vielleicht 5 Größenordnungen schwächer als mit dem James-Webb-Weltraumteleskop nachgewiesen werden könnte, wenn und wenn es ein ultratiefes Feld macht. Es ist unklar, ob der Himmel bei dieser Helligkeitsstufe tatsächlich voller optischer Quellen sein wird, und daher könnte eine noch höhere räumliche Auflösung als HST/JWST erforderlich sein, um ihn zu erkennen, selbst wenn wir die Empfindlichkeit hätten.

3. Schicken Sie einfach ein Teleskop in 1000 Lichtjahre, beobachten Sie die Erde, analysieren Sie die Daten und senden Sie das Signal zurück zur Erde.

Das hilft natürlich nicht, in die Vergangenheit zu sehen, weil wir das Teleskop dorthin schicken müssten. Aber es könnte denen in der Zukunft helfen, in ihre Vergangenheit zu sehen.

Unter der Annahme, dass dies technisch machbar ist, wird die Erde eine maximale Helligkeit von entsprechend haben$m \sim 35$also wäre etwas viel Besseres als JWST erforderlich, und das ignoriert das Problem des Helligkeitskontrasts zur Sonne, die in dieser Entfernung nur 0,03 Bogensekunden von der Erde entfernt wäre.

Beachten Sie auch, dass diese Berechnungen lediglich dazu dienen, das Licht der ganzen Erde zu erfassen . Etwas Sinnvolles zu extrahieren würde bedeuten, zumindest ein Spektrum zu sammeln! Und das alles nur 2000 Jahre in die Vergangenheit.

Du schaust immer in die Vergangenheit. Wenn du in den Spiegel schaust, siehst du dich so, wie du gerade ausgesehen hast. Konkret heißt das, wie lange vorher, in Sekunden wo$d$ist der Abstand zum Spiegel in Metern:

Wenn ein solcher Spiegel der Erde zugewandt und weit genug entfernt wäre, könnten wir tatsächlich vorbeisehen. Tatsächlich gibt es einen winzigen Spiegel, der der Erde auf dem Mond zugewandt ist .

Ich kann auch nicht glauben, dass das noch niemand gepostet hat:

Tatsächlich gibt es im Universum so etwas wie einen solchen Spiegel. Staub um den Vorläufer von SN 1572 reflektiert immer noch das Licht des Ausbruchs. Die Spektralanalyse des Lichts bestätigt, dass die Supernova vom Typ Ia war (diese Tatsache wurde lange zuvor anhand der Lichtkurve der Supernova festgestellt).

Tycho Brahes Supernova von 1572 als Standardexplosion vom Typ Ia, die aus ihrem Lichtechospektrum hervorgeht