Si queremos detectar la distancia a un objeto usando un radar, podemos hacerlo solo para objetos dentro del sistema solar, de lo contrario, la señal de retorno sería demasiado débil para detectarla. Por otro lado, somos capaces de detectar señales desde muy lejos, por ejemplo en redshift z=1000. ¿Cómo son las dos cosas consistentes?
Si usamos un radar para objetos distantes, ¿podríamos detectar fotones individuales de la señal de retorno?
Podemos detectar cosas de objetos muy distantes porque son muy, muy brillantes y emitían luz hace mucho tiempo (en el momento adecuado para que esa luz nos alcance ahora).
Tomemos, como analogía, la ecolocalización de los murciélagos.
Un murciélago puede detectar por ecolocalización una polilla que vuela un par de metros por delante del murciélago. El murciélago puede escuchar truenos lejanos a 10 km de distancia. Pero el murciélago no puede usar la detección de eco para detectar una polilla, ni siquiera una montaña que esté a 10 km de distancia. Los chirridos que hace el murciélago son demasiado silenciosos para viajar 10 km de ida y vuelta a la montaña.
El brillo aparente de una fuente distante es proporcional a (por lo que un objeto que está diez veces más lejos es 100 veces más tenue). Sin embargo, cuando hace rebotar una señal de radar en una fuente, el brillo del reflejo es proporcional a (¡Un objeto que está diez veces más lejos es 10000 veces más tenue!). La potencia recibida de objetivos distantes es relativamente muy pequeña.
De manera similar, podemos detectar fotones del fondo cósmico de microondas, porque llenaron el universo hace 13.700 millones de años, cuando pudieron viajar libremente por primera vez. Nada podría ser más brillante que llenar todo el universo con plasma caliente.
Por otro lado, no podemos usar el radar para medir la distancia a tales cosas. Nuestros "chirridos" de radar no son lo suficientemente brillantes para iluminar objetos que están más allá del sistema solar. Y los fotones en el pulso del radar tardarían miles de millones de años en llegar al lugar donde se liberó por primera vez el CMB que vemos ahora. Y miles de millones de años más para que regrese (de hecho, debido a la expansión del universo, esos fotones nunca regresarían)
Ni siquiera podemos usar el radar para los cuerpos distantes del sistema solar. Los haces de 1 MW son demasiado débiles para obtener una señal de retorno útil de Plutón, por ejemplo.
aureola
james k
Carlos Witthoft
UH oh