En cualquier punto dado del universo, ¿hay una gran cantidad de fotones que se cruzan?

Si estás parado en un lugar oscuro de la Tierra durante la noche y miras hacia el cielo, ves estrellas. (Alrededor de 6000, si estás en un lugar suficientemente oscuro). Estás viendo fotones que han atravesado miles de años luz de espacio y han atravesado el orificio de ~5 mm de diámetro que es tu pupila.

(Un cálculo que encontré estimó que las estrellas de sexta magnitud, las más tenues visibles para la percepción humana, envían alrededor de 2000 fotones por segundo a través de la pupila).

Si mueve la cabeza un poco hacia la izquierda, verá las mismas estrellas. Esto no es sorprendente: las estrellas son enormes y emiten fotones en todas las direcciones, por lo que para cualquier estrella que esté lo suficientemente cerca como para ser visible desde la Tierra, todos los puntos de la superficie de la Tierra serán golpeados por algunos fotones de esa estrella.

Si usas algún tipo de ayuda (como un telescopio), puedes ver muchas más estrellas. Algunos fotones de estas estrellas más distantes golpean todos los puntos de la superficie de la Tierra, aunque no lo suficiente como para ser visibles a simple vista.

Asimismo, el Telescopio Espacial Hubble puede captar luz de galaxias distantes. Si tuviera un telescopio similar ubicado en las profundidades del espacio interestelar, también podría captar la luz de estrellas y galaxias remotas en todas las direcciones.

¿Significa esto que en cualquier punto del universo hay billones de fotones que pasan en todas direcciones? ¿Cómo funciona esto? ¿Es que los fotones son tan pequeños que no interfieren entre sí, o es que la naturaleza ondulatoria de la luz permite que trillones de ondas EM se crucen en el mismo punto sin interferencias?

No importa las estrellas. Piense en dos transmisores de radio a unos 100 metros de distancia. No solo están más cerca que dos estrellas, sino que los fotones asociados con la radio tienen una energía mucho menor, por lo que la cantidad de fotones presentes alrededor de estas torres es mucho mayor que la cantidad que llega a una estrella desde otra.

Respuestas (1)

debido a que los fotones son spin-1, pueden atravesarse en diferentes direcciones sin interferencia. Entonces, sí, hay innumerables que se cruzan entre sí en todas partes del universo, todo el tiempo.