Frage:
Wie können wir etwas fotografieren, das Milliarden von Lichtjahren entfernt ist?
Tolga Evcimen
2014-12-22 12:55:04 UTC
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Ich habe diese Frage schon lange im Kopf, ich dachte, ihr könnt mich leicht aufklären.

Ich bin verwirrt über einige Weltraumfotos und Behauptungen wie "Diese Galaxie ist 13 Milliarden Lichtjahre weg von uns. ": Wie können wir etwas so weit fotografieren, wenn es 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, würden es nicht 26 Milliarden Lichtjahre dauern, um diese Bilder aufzunehmen?

Heute hat mich dieser Beitrag dazu gebracht, endlich diese Frage zu stellen: ein Weltraumbild

Es gibt sicherlich etwas, das ich über Fotografie oder Licht nicht weiß Jahre; Wenn Sie mir die Logik dahinter erklären könnten, würde ich es begrüßen.

Ich bin kein Physiker oder Wissenschaftler, also tolerieren Sie bitte meine Unwissenheit.

Sie benötigen ein ** wirklich leistungsstarkes ** Blitzgerät.
@HotLicks gibt es einige [nette Sachen] (http://en.wikipedia.org/wiki/Light_echo), wenn Sie diesen Blitz in dieser Größenordnung zum Laufen bringen.Es gibt einige [ziemlich interessante Wissenschaft] (http://www.skyandtelescope.com/sky-and-telescope-magazine/beyond-the-printed-page/join-the-hunt-for-supernova-light-echoes/)es.
Eigentlich sollte darauf hingewiesen werden, dass Sie kein Bild von etwas bekommen, das 26 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.Sie erhalten vielmehr ein Bild von etwas, das vor 26 Milliarden Jahren 26 Milliarden Lichtjahre entfernt war.Seitdem wurde alles durch eine Megamall und ein Fußballstadion ersetzt.
Für einen einfachen Vergleich ist die Sonne ** 8 Lichtminuten ** von der Erde entfernt.Würden Sie erwarten, dass es 8 (oder 16) Minuten dauert, um ein Bild von der Sonne zu machen, nur weil es so weit weg ist?Die gleiche Physik gilt.
Acht antworten:
Joshua Lin
2014-12-22 13:11:28 UTC
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Der Fehler liegt wahrscheinlich in dieser Aussage

Wenn es 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, würde es nicht 26 Milliarden Lichtjahre dauern, um diese Bilder aufzunehmen?

Ich denke, Sie stellen sich vor, dass Kameras Licht an die Objekte senden, und wenn dieses Licht zurückkommt, wird das Licht als Bild aufgezeichnet. Nicht wirklich. Kameras zeichnen lediglich das Licht auf, das sie aus diesem Bereich sehen. Wenn dieses Gebiet also 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist (nicht sicher, wie glaubwürdig die Quelle ist), bedeutet dies nur, dass das Licht, das Sie heute einfangen, das Licht ist, das die Galaxie vor 13 Milliarden Jahren emittiert hat.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Anna und Bob spielen Fangen mit einem Ball. Anna wirft den Ball zu Bob. Bob erhält den Ball und sagt, der Ball sei pünktlich um 15 Uhr gekommen. Aber der Ball war 1 Minute in der Luft (Anna ist eine langsame Werferin). Das heißt, Anna warf den Ball um 2:59, auch wenn Bob ihn um 3:00 aufzeichnete. In diesem Szenario verhält sich Bob ähnlich wie eine Kamera, indem er Informationen empfängt (in diesem Fall ein Ball, im Fall einer Kamera Licht aus Galaxien). Der Grund, warum Hubble 4 Monate lang Fotos gemacht hat (dies könnte falsch sein, ich Ich bin nicht gut mit Fotografie.) Je länger die Informationen empfangen werden, desto mehr Hintergrundlicht, das wir nicht erfassen möchten, kann entfernt werden.

Ich hoffe, das macht Sinn.

P.S. Möglicherweise haben Sie die Frage falsch verstanden. Sie sagen

, wenn es 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, würden diese Bilder nicht 26 Milliarden Lichtjahre dauern?

als wären es Lichtjahre ein Maß für die Zeit. Ein Lichtjahr ist ein Maß für die Entfernung, die Entfernung, die das Licht in einem Jahr im Vakuum zurücklegt.

Ich konnte meine Frage wahrscheinlich nicht richtig stellen.Ich kann verstehen, dass "Lichtjahr" ein Maß für die Entfernung, aber die Zeit ist, und ich kann verstehen, dass 4 Monate, um ein Foto aufzunehmen (seine "Langzeitbelichtung" -Fotografie), und ich kann verstehen, ob wir etw 13 b sehen.Lichtjahre entfernt werden wir das Objekt in einer Form sehen, dass es 13 b war.Jahre zuvor.Ich bin mit diesen Konzepten klar.Was ich nicht verstehe, ist, wie die Kameras Fotos aufnehmen, denke ich.Wenn nicht Licht, was verwenden sie?
Lieber Joshua, vielleicht möchte Tolga so weit ein Foto von jemandem machen, aber sie möchte, dass er lächelt, also sagt sie zuerst "Käse", wartet, wenn das Motiv anfängt zu lächeln, und drückt den Abzug.Übrigens ist das Ende des sichtbaren Universums derzeit mehr als 40 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt, nicht 14, weil sich diese Regionen zwischen dem Zeitpunkt der Lichtemission und jetzt weiter ausdehnten.
Ich weiß nicht, ob das etwas mit meiner Frage zu tun hat =), aber ich wollte nur klarstellen, dass Tolga hier ein "er" ist :)
Kameras arbeiten am einfachsten, indem sie Lichtstrahlen erfassen, sodass sie Licht „nutzen“, es aber nicht wirklich „nutzen“.So wie ein Baseball-Feldspieler den Ball nicht zum Fangen benutzt, sondern Muskeln und seine Sinne.
machte nicht viel Sinn :(
Könnte ein Lichtjahr aus der Sicht des Lichts kein Maß für die Zeit sein?:-)
@TylerH Nein. Es gibt keine Lichtperspektive.
@Jim Sag das nicht Licht, du wirst seine Gefühle verletzen.
@TylerH Jetzt wünschte ich, wir würden über dunkle Materie sprechen, damit ich sagen könnte "pfft, wimp!"
Bedeutet das zum Beispiel, dass das Universum erschaffen wurde und es 13 Milliarden Lichtjahre dauerte, bis das Wissen über die Existenz überhaupt möglich war, da das Licht noch nicht sichtbar wurde?
Wenn Anna einen Ball werfen und ihn 1 Minute lang in der Luft halten kann, dann ist sie wahrscheinlich keine sehr langsame Werferin.
MvG
2014-12-22 20:39:39 UTC
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[…] Wenn es 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, würde es nicht 26 Milliarden Lichtjahre dauern, um diese Bilder aufzunehmen?

Nur wenn Sie einen Blitz verwenden. Mit einem Blitz würden Sie den Blitz hier auslösen, 13 Milliarden Jahre später wäre das Blitzlicht den ganzen Weg dorthin gereist und hätte die ferne Galaxie beleuchtet, und weitere 13 Milliarden Jahre später wäre es wieder zurückgegangen und Sie könnten das öffnen Verschluss und machen Sie ein Bild vom reflektierten Licht Ihres Blitzes.

Sie fotografieren jedoch keine Objekte im Weltraum mit einem Blitz. Sie verwenden das Licht, das diese Objekte (oder einige helle Objekte in der Nähe) von selbst ausstrahlen. Sie öffnen jetzt einfach den Verschluss und zeichnen das Licht auf, das vor 13 Milliarden Jahren von der Galaxie ausgestrahlt wurde. Das heißt, Sie stellen das Objekt so dar, wie es vor 13 Milliarden Jahren war, aber da es so freundlich war, vor all der Zeit Licht für sich zu emittieren, ohne dass Sie danach fragen oder für Beleuchtung sorgen, hindert dies Sie nicht daran, Ihr Objekt aufzunehmen Bild.

Das wäre ein ziemlich starker Blitz!
@aslum - oder ein sehr empfindlicher Detektor ...
Dies wäre richtig, wenn sich das Universum nicht ausdehnen würde.Aber der Versuch, eine Photonenrundreise in die Nähe des Randes des beobachtbaren Universums zu schicken, wird viel länger als 26 Milliarden Jahre dauern.
Ja, ich vereinfache viel.Ich ignoriere die Expansion, ich ignoriere relativistische Aspekte, ich ignoriere die Unmöglichkeit eines solchen Blitzes und so weiter.(Wenn jemand die Rate der zurückgegebenen Photonen berechnen möchte, die wir von einem Standard-Blitzgerät erwarten können, könnte dies interessant sein.) All dies, um die Erklärung einfach und intuitiv zu halten.Ich würde diese Notlügen in Betracht ziehen.
Tolga Evcimen
2014-12-22 17:10:19 UTC
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Ich habe meine Antwort von meinen Kollegen bekommen :) Und ich denke, Sie haben versucht, dasselbe zu sagen.

Um ein Foto aufzunehmen, müssen einige Photonen nicht gesendet und darauf gewartet werden, dass sie vom Objekt reflektiert werden. Wenn Sie ein Foto aufnehmen, erhalten Sie im Grunde genommen die Photonen, die vom Objekt geworfen werden. In meinem Fall Photonen, die vor 13 Milliarden Jahren von den Objekten geworfen wurden.

Genau das sagt @Joshua Lin.Sie sollten seine Antwort als richtig markieren :)
Aus Joshua Lins Antwort: "Ich denke, Sie stellen sich vor, dass Kameras Licht an die Objekte senden, und wenn dieses Licht zurückkommt, wird das Licht als Bild aufgezeichnet. Nicht wirklich. Kameras zeichnen lediglich das Licht auf, das sie aus diesem Bereich sehen."Dies scheint genau dasselbe zu sagen.
Simon B
2014-12-22 20:17:08 UTC
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Erstens ist ein Lichtjahr nur eine Entfernungseinheit und keine Zeiteinheit. Es ist 9 460 538 400 000 000 Meter. Es wird häufig als Maß für die Entfernung in der Astronomie verwendet, da die Zahlen vernünftiger sind und das Licht sehr bequem mit 1 Lichtjahr pro Jahr wandert.

Sie können ein Foto eines explodierenden Sterns mit 13 Milliarden Licht machen Jahre entfernt, genauso wie Sie ein Foto von einer Kerze auf der anderen Seite des Raumes machen können. Der einzige Unterschied ist, wie lange das Licht braucht, um Sie zu erreichen. Bei der Kerze dauert es einige Nanosekunden, bis das Licht von einer Seite des Raums zur anderen gelangt. Bei dem explodierenden Stern dauert das Licht 13 Milliarden Jahre.

Alles das leuchtet emittiert Photonen (kleine Lichtteilchen). Diese strömen in alle Richtungen. Wenn Sie eine Kamera auf das leuchtende Objekt richten, erfasst Ihre Kamera einige dieser Photonen. Wenn es sich um eine Filmkamera handelt, verursachen die Photonen eine chemische Reaktion in den Filmstücken, auf die sie treffen. Wenn es sich um eine Digitalkamera handelt, führen die Photonen dazu, dass Elektronen fehl am Platz sind, und die Kamera kann dies messen.

Wenn Sie Dinge fotografieren, die sehr weit entfernt sind, benötigen Sie normalerweise eine Langzeitbelichtung. Dies liegt daran, dass die meisten vom explodierenden Stern emittierten Photonen Sie niemals erreichen werden - sie breiten sich in alle Richtungen aus und nur wenige werden genau in Ihre Richtung gehen. Diese Belichtung kann Minuten oder Stunden dauern, um genügend Photonen zum Messen zu sammeln. Es gibt jedoch keine besondere Beziehung zwischen der Länge der Belichtung und der Entfernung von dem Objekt, das Sie fotografieren.

NB: Die meisten mir bekannten Astronomen verwenden für ihre Maßeinheit entweder Zentimeter oder [Parsec] (http://en.wikipedia.org/wiki/Parsec) anstelle von Lichtjahren.
@KyleKanos Die meisten Astronomen, die Sie kennen, verwenden Zentimeter für ihre Maßeinheit?Was messen sie?
@MichaelMcGriff: Eigentlich jede Länge: Umlaufbahnen (obwohl oft in AU, aber definiert als $ \ sim10 ^ {13} $ cm), Radius des SNR (normalerweise in PC, aber definiert als $ \ sim10 ^ {18} $ cm) unddemnächst.Nur in populären Medien (Vorträge, Bücher usw.) können Sie Dinge mit MKS sehen.
@KyleKanos interessant.Mir wäre nie in den Sinn gekommen, dass sie Zentimeter anstelle von Metern oder Kilometern usw. verwenden würden. Haben Sie eine Idee, warum sie eine so kleine Einheit für so große Entfernungen verwenden?
@MichaelMcGriff: Historische Gründe und Gruppenzwang ("Alle anderen tun es auch, also können wir es genauso gut selbst tun!").Die [IAU] (http://www.iau.org/) empfiehlt die Veröffentlichung mit SI-Einheiten, aber niemand erzwingt dies wirklich, und nicht viele Leute verwenden sie, soweit die Veröffentlichungen, die ich gelesen habe.
corsiKa
2014-12-22 22:04:54 UTC
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Wenn ich die anderen Antworten lese, finde ich sie alle sinnvoll und korrekt. Leider scheint unser Freund sie immer noch nicht zu verstehen, deshalb werde ich versuchen, dasselbe (ich denke, es ist richtig) aus einem anderen Ansatz zu sagen.

Wenn Sie ein Foto von jemandem machen Nachts benötigen Sie möglicherweise einen Blitz. Dies spuckt eine Menge Licht aus, das von Ihrem Motiv reflektiert und von Ihrer Kamera aufgenommen werden kann. Wenn Sie jedoch tagsüber dasselbe Bild von jemandem aufnehmen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Sie den Blitz nicht benötigen: Es schwebt bereits viel Licht herum, damit Ihre Kamera es aufnehmen kann.

Nun, das ist es Das Gleiche passiert im Weltraum: Es schwebt viel Licht herum. Es wird herumschweben, ob eine Kamera da ist, um sie aufzunehmen oder nicht. Es wird nur vom Stern oder Quasar oder was auch immer es hervorgebracht hat, nach außen gehen, und es wird so lange weitergehen, bis es auf etwas stößt. Vielleicht stößt es auf etwas, das dem nahe kommt, was es hervorgebracht hat. (Licht von unserer Sonne tut dies, wenn es uns trifft, wir sind ziemlich nah dran.) Oder vielleicht trifft es auf etwas sehr weit entferntes, wie auf der anderen Seite des Universums.

Der Schlüssel ist, dass das Licht ist schon da. Deshalb haben wir die Kamera dort aufgestellt. Um das Licht einzufangen, das schon ein bisschen dort schwebt.

Ihr 26-Milliarden-Jahre-Szenario könnte einen Sinn ergeben: Wenn wir ein "Blitz" auf unser Ziel richten wollten, fluten wir es mit Licht, um zu sehen, was zurückprallt Für uns, damit wir ein klareres Bild bekommen, könnten wir das tun, und es würde in der Tat 26 Milliarden Jahre dauern. (Wahrscheinlich länger, da es wahrscheinlich von uns weg beschleunigt.) Nun, theoretisch könnten wir. Der Blitz, den wir gemacht haben, wäre wahrscheinlich mächtig, um die Erde zu verbrennen, aber das ist ein kleiner Preis, um einem Quasar sein eigenes Selfie zu geben, oder? Wir müssen nur hoffen, dass wir es rechtzeitig entwickeln.

Dan Vintila
2014-12-22 22:52:08 UTC
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Grundsätzlich existiert das, was Sie (und die Kamera) heute sehen, möglicherweise nicht mehr. Bei Objekten, die Millionen Lichtjahre entfernt waren, waren sie vor Millionen von Jahren dort und jetzt sehen wir etwas, das nicht existiert. Wir sehen das Bild dessen, wie dieses "Ding" ursprünglich vor Millionen von Jahren aussah. Wir sehen es, weil das Bild (Licht) uns erst jetzt erreicht hat

Mark
2014-12-23 13:53:41 UTC
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Schnapp einfach ein Foto. Sie haben ein Foto des Objekts, wie es vor 13 Milliarden Jahren erschien, wenn es 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Da das Licht so lange unterwegs war. Ein Lichtjahr ist nur eine Einheit zur Messung großer Entfernungen, die Entfernung, die Licht benötigt, um in einem Jahr mit 186.000 Meilen pro Sekunde zu reisen. Ein einziges Lichtjahr ist ungefähr 5,88 Billionen Meilen. Wenn Sie ein Foto des Objekts wünschen, wie es in diesem Moment aussieht, müssen Sie 13 Milliarden Jahre warten, um das Foto plus oder minus einer Änderung der Entfernungen aufzunehmen. Das Objekt ist möglicherweise noch nicht vorhanden.

P.A.M
2014-12-23 03:01:30 UTC
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Wenn wir das Licht davon bekommen, können wir uns ein Bild davon machen. es bedeutet, wenn das Licht uns bis jetzt nicht erreicht hat, können wir das Bild nicht bekommen.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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