Das Licht (Bilder) von jedem Ereignis in der Vergangenheit reisen mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum, während wir hier sprechen.
Also ... ich werde ein Teleskop bauen, das stark genug ist, und ein Raumschiff, das in der Lage ist, sich massiv schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen.
Ich werde in den Weltraum abheben und fast augenblicklich an einen Ort gelangen, an dem ich anhalten und mich umdrehen und mein extrem leistungsstarkes Teleskop zurück auf das von der Erde ausgestrahlte Licht richten kann.
Könnte ich theoretisch auf irgendeinen Teil dieses Lichts zoomen und sehen, ob die Mondlandungen stattgefunden haben oder wer zum Beispiel Kennedy erschossen hat?
Fasziniert von allen Antworten … gehe davon aus, dass in Bezug auf mein Raumschiff und mein Teleskop alles möglich ist und dass ich übermenschliche Kräfte besitze, die es mir ermöglichen, die Kräfte der superleichten Geschwindigkeitsreise zu überleben.
Es stellt sich heraus, dass die Quantennatur des Lichts ein nahezu unüberwindbares Hindernis dafür darstellt. Licht besteht aus Photonen und Sie können nicht weniger als ein Photon erkennen. Wenn ein Licht sehr, sehr schwach wird, verwandelt es sich hier in gelegentliche Sprenkel, und dort gelingt es Ihnen, ein einzelnes Photon zu erkennen.
Sonnenlicht, das auf die Erde (oder den Mond) trifft, beträgt etwa 10 17 Photonen/Sekunde/cm 2 . (Das bedeutet, dass jeder Quadratzentimeter der Oberfläche – wie der Anzug eines Astronauten – von etwa 10 17 Photonen/Sekunde getroffen wird.) Ignorieren Sie die Absorption durch den Anzug. Grob gesagt werden die auf die Szene einfallenden Photonen in eine Raumhalbkugel reflektiert.
OK, die Mondlandung war vor fünfzig Jahren, also muss man 50 Lichtjahre weit ins All reisen, um die Mondlandung zu sehen. Angenommen, Sie haben sich mit den geometrischen Effekten befasst, die @John Locke in seiner interessanten Antwort bespricht, und haben tatsächlich eine Sichtlinie zur Landung.
Die von den Astronauten und dem LEM emittierten Photonen werden über eine Halbkugel mit einem Durchmesser von 50 ly verteilt. Wie viele werden in Ihr Teleskop gelangen? Das ist einfach zu berechnen.
50 Lichtjahre sind 5x10 19 Zentimeter. Eine Halbkugel mit diesem Radius hat eine Fläche von 2x10 40 cm 2 . Jeder cm 2 der Szenerie auf dem Mond emittiert 10 17 Photonen/Sekunde, also empfängt jeder cm 2 der Öffnung Ihres Teleskops etwa 4x10 -24 Photonen/Sekunde.
Um 1 Photon/Sekunde von jedem cm 2 der Szene zu erhalten, benötigen Sie eine Apertur von 1/(4x10 -24 ) cm 2 oder ungefähr 2x10 23 (ungefähr ein Mol Quadratzentimeter!). Das ist ein Spiegel- (oder Linsen-) Durchmesser von etwa 5x10 11 cm oder fünf Millionen km . Das ist ziemlich groß.
Also physikalisch nicht unmöglich, aber nicht besonders einfach.
Die Erde
Egal wie stark Ihr Teleskop ist, Sie können keine Ereignisse auf der Erde sehen. Sie können nicht durch undurchsichtige Objekte wie Wände und Decken sehen. Auch das gesamte Licht der Erde wird durch die Atmosphäre verzerrt.
Der Mond
Für den Mond können Sie möglicherweise die Mondlandung sehen, da der Mond keine Atmosphäre hat. In diesem Fall müssen Sie jedoch die Positionen von Erde und Mond berücksichtigen, da diese Ihre Sicht wie eine Mauer beeinträchtigen können.
Zum Beispiel hier ist Sie in Bezug auf das Sonnensystem (nicht maßstabsgetreu):
Nehmen wir nun an, wo Sie die Mondlandung sehen könnten, wenn Sie sich in der Nähe der Erde befinden:
Ihre Sicht würde durch die Kurve des Mondes und durch die Erde, wenn Sie sich dahinter befinden, behindert werden. Sie haben auch eine schlechte Sicht auf eine Seite des Mondes, weil das Sonnenlicht auf Sie scheint, sodass Sie nur Schatten sehen könnten. Wenn wir wieder herauszoomen, können Sie sehen, dass die Sonne auch die Sicht blockiert.
Dies bedeutet, dass Sie nur 2 Orte haben, um die Landung zu beobachten, wenn Sie sich zufällig hinter der Sonne und der Erde befinden.
Sie müssen wählen, wo Sie das Ereignis beobachten möchten, Sie können es nicht von überall aus sehen.
Haftungsausschlüsse
Ich weiß nicht, wo Erde, Sonne und Mond während der Mondlandung waren, das ist nur ein Beispiel.
Diese Zeichnungen berücksichtigen auch nicht, dass andere Planeten oder Sterne die Sicht blockieren.
Außerdem sollten Sie berücksichtigen, dass die Schwerkraft das Licht um die Planeten oder Sonnen biegt.
Gehen Sie nicht direkt zum Aussichtspunkt. Wenn Sie dies tun, werden Sie aufholen und auf die Photonen stoßen, die Sie aufzeichnen möchten. Es wäre besser, einen Weg um diese Photonen herum zu nehmen, um sicher zu sein.
Ich glaube, es gibt eine Diskrepanz zwischen Titel und Frage. Ich werde versuchen, beides zu beantworten.
Lichtwellen haben ein Problem namens Dekohärenz. Gute Bilder, die uns gefallen, stammen aus kohärenten Quellen. Während sich die Lichtwellen durchqueren, werden sie immer unkohärenter. Wenn Sie es schaffen, das Licht bei einem Ereignis in sehr naher Vergangenheit einzufangen, wie z. B. ein paar Sekunden, können Sie ein verschwommenes Bild reproduzieren. Es wird immer verschwommener, bis alle sinnvollen Daten sterben.
Wenn Sie es schaffen, Zeitreisen auf andere Weise zu erreichen, ist dies möglicherweise möglich. Aktuelle Gesetze der Physik verbieten lediglich die Informationsübertragung von der Zukunft in die Vergangenheit . Es ist jedoch erlaubt, in die Vergangenheit zu gehen, ohne in die Vergangenheit einzugreifen und Informationen aus der Vergangenheit mitzubringen.
Mike Scott
Ummindustrie
MA Golding
Abart
Loren Pechtel