La velocidad de la información y nuestra visión del cosmos

Es bien sabido que cuando miramos las estrellas miramos hacia atrás en el tiempo. Y la mayoría de las estrellas están a miles de años luz de distancia unas de otras. La información que transportan los fotones sobre la posición de un objeto estelar puede ser realmente engañosa sobre su verdadera posición.

¿Los astrónomos toman en cuenta la velocidad de la luz cuando mapean las estrellas? Si es así, ¿cómo averiguan la verdadera posición de una estrella?

Con todo eso en mente, ¿realmente se parecen las galaxias a lo que vemos en nuestras fotografías? Si una galaxia tiene un diámetro de miles de millones de años luz, lo que vemos podría ser una imagen realmente sesgada y distorsionada de la galaxia real. ¿Podemos invertir computacionalmente la deformación?

EDITAR Las imágenes 1 y 2 explican lo que quiero decir con "Deformación". Las estrellas más cercanas al núcleo se mueven más rápido y, en combinación con su distancia del espectador, la información de la luz debería dar la impresión de una galaxia más "espiral", ya que tardaría menos en llegar al observador. La imagen 2 podría ser la forma "verdadera" de la galaxia si el efecto pudiera revertirse (apliqué una distorsión warp en sentido contrario a las agujas del reloj)

Otro factor de falsa posición son las lentes gravitatorias. Aunque la gravedad de los agujeros negros produce la máxima distorsión, la gravedad de otras estrellas podría desviar la luz que nos llega. El desvío es negligente pero puede llegar a ser grande para distancias astronómicas (Imagen 3). ¿Estoy en lo correcto? Si lo soy, ¿se molestan los astrónomos en hacer simulaciones para mapear el cielo conocido como debería ser en tiempo real?

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Las galaxias tienen diámetros que son mucho, mucho más pequeños que mil millones de años luz.

Respuestas (1)

El efecto es pequeño, pero no despreciable. No se contabiliza en los catálogos astronómicos.

Vamos a resolverlo. Podemos empezar con las estrellas visibles. La mayoría de estos están más cerca de 1000 años luz; digamos 100 años luz. La velocidad típica de estas estrellas con respecto al Sol es de decenas de kilómetros por segundo; tomemos un ejemplo extremo de 100 km/s en una dirección en ángulo recto con la línea estrella-Sol.

100 años a 100 km/s son 300 mil millones de km. Esto suena enorme, pero es una pequeña fracción del tamaño de la Galaxia y pequeño en comparación con las distancias entre las estrellas; pero ¿cuánto cambia la posición aparente en el cielo? El cambio de ángulo (en radianes) viene dado por la distancia tangencial recorrida en 100 años, dividida por la distancia a la estrella. Esta es la relación entre la velocidad de la estrella y la velocidad de la luz y, de hecho, es independiente de la distancia .

Para el ejemplo dado, el cambio de posición es 3.3 × 10 − 4 radianes o 69 segundos de arco. Este es un cambio enorme en términos astronómicos (no es un ángulo que puedas resolver fácilmente a simple vista), pero no se tiene en cuenta en los catálogos astronómicos, ya que nos interesa saber dónde mirar las estrellas ahora y tampoco sabemos la precisión. velocidad tangencial de todo lo que hay en el cielo.

Lo que se tiene en cuenta en el software de orientación del telescopio es la aberración relativista , que es un cambio en la posición aparente de una estrella debido a cambios en el movimiento relativo a medida que la Tierra gira alrededor del Sol. Estas correcciones pueden ser tan grandes como 22 segundos de arco.

En cuanto a las galaxias, tiene sus estimaciones de dimensión incorrectas. Una gran galaxia tiene 100 mil años luz de diámetro, con velocidades estelares limitadas a unos pocos cientos de km/s. No entiendo a qué te refieres con "deformación". Las estrellas individuales se habrán movido mientras la luz viaja hacia nosotros, otras habrán ocupado su lugar, las estrellas habrán muerto y otras habrán nacido, galaxias enteras se habrán desintegrado o fusionado. Todo esto se sabe. Sólo podemos observar lo que podemos ver ahora .

Una escala de tiempo dinámica suele ser decenas de millones de años en una galaxia y mucho más de lo que tarda la luz en viajar a través de la galaxia. Para todos los efectos, cuando miramos una galaxia distante, estamos viendo todo aproximadamente en la misma época en la historia de esa galaxia.

Me gustó mucho tu respuesta Rob, gracias. Escribí esta pregunta tarde en la noche y me di cuenta de que olvidé agregar un detalle más. Lea mi edición y agregue algunos comentarios para eso.
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