¿Cómo exactamente puede el Telescopio Espacial Hubble ver hasta 15 mil millones de años luz?

Hubble es un telescopio. Esto significa que tiene un gran espejo para recoger la luz y enfocarla en un área pequeña, y un sistema de lentes y espejos para ampliar la imagen formada por el gran espejo.

Ahora, ¿hasta dónde puedes ver? 100 millas? 1000? ¡Estarías fuera! Las estrellas ya están a billones de kilómetros de distancia. Sin un telescopio se puede ver la galaxia de Andrómeda, que está a 14 billones de billones de millas de distancia.

Puedes verlo porque es intrínsecamente muy brillante. Porque es tan brillante que puedes verlo desde muy, muy lejos. Si tuvieras ojos más grandes, podrías ver cosas que están más lejos y más tenues. Y el telescopio Hubble tiene un gran "ojo"

Hubble tiene un truco más: tiene una "cámara digital" y puede usarla para hacer una exposición prolongada. Esto significa que se permite que la luz de un largo período de tiempo se acumule en el chip sensible a la luz. Esto significa que se pueden observar incluso los objetos más tenues.

Mediante una combinación de un gran espejo y largas exposiciones, Hubble puede obtener una visión muy profunda de objetos muy oscuros y distantes.

y he leído que Hubble usa una cámara digital para tomar fotografías como un teléfono celular.

No puedo encontrar un lugar en nasa.gov que diga que el Hubble funciona como un teléfono celular, pero por supuesto el principio es el mismo.

Un sistema óptico toma luz paralela proveniente de varias direcciones y enfoca cada haz paralelo en un punto pequeño.

Solíamos decir que así es como funcionaba una cámara cuando las cámaras eran grandes y tenían lentes obvios en un extremo y grandes rectángulos de película fotográfica en el otro, pero la mayoría de la gente solo usa la pequeña cámara dentro de su teléfono.

Fuentes: izquierda , derecha

El telescopio Hubble también es una cámara pero con una lente mucho más grande. Está construido mucho más como estos; los dos primeros son cámaras, el tercero es un telescopio sin generador de imágenes. De esta respuesta a ¿Puede un telescopio astronómico ver objetos en la Tierra? lo que básicamente explica que un telescopio es solo una gran cámara :-)

Fuentes: izquierda , derecha

Fuente

¿La cámara digital está diseñada para ver miles de millones de años luz de distancia, o el Hubble tiene alguna tecnología que le permite hacer zoom en el espacio profundo?

Hay cuatro cosas que permiten que la "cámara" espacial del Hubble fotografíe objetos tan lejanos y, por lo tanto, mucho más pequeños y tenues de lo que podemos con las cámaras de nuestros teléfonos celulares.

1. ¡Una apertura realmente grande, 2,4 metros! Es mucho más grande que, digamos, una apertura de 3 a 5 mm de la cámara de un teléfono celular.
2. Una distancia focal realmente larga. Con f/24 y 2,4 metros, tiene una distancia focal de 57.600 mm, que es diez mil veces más larga que la lente de distancia focal f=5,6 mm de mi móvil.
3. Un CCD realmente bueno que ha sido optimizado para esta aplicación.
4. Está en el espacio, por encima de la atmósfera de la Tierra, por lo que no hay problemas de movimiento o visión astronómica que tenemos en la Tierra.

En estos días, las personas pueden obtener imágenes de grandes objetos astronómicos por la noche con teléfonos celulares porque las cámaras diminutas están mejorando y especialmente porque las computadoras dentro de los teléfonos celulares están mejorando, lo que permite una gran cantidad de procesamiento de imágenes para hacer imágenes atractivas pero no necesariamente científicamente precisas . Ver por ejemplo: Vía Láctea con un celular, ¿cómo es esto posible? en Fotografía SE.