¿Qué tan lejos puede ver el ojo humano? Cuando miras al cielo, ¿hay un punto de parada o es infinito?

Aquí hay un video del canal de youtube Veritasium que responde a esta pregunta.
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¿Qué verías si estuvieras flotando en el espacio, mirando al sol? Bueno, su intensidad de luz disminuiría como el cuadrado inverso de distancia del sol. Y uno imaginaría que la intensidad disminuiría sin problemas, acercándose asintóticamente a cero.

Pero esto no es lo que sucede.

Si tuvieras ojos lo suficientemente sensibles, como ojos de ranas, encontrarás que en algún momento el sol comenzará a parpadear. Vería destellos de luz separados por la completa oscuridad. Y a medida que te alejas del sol, lo extraño es que estos destellos no disminuyen en brillo, pero se vuelven menos frecuentes. Esto se debe a que la luz entra en grumos, llamados quanta o fotones, que son indivisibles. Entonces, si tratas de dispersar la luz muy finamente, llegas a un punto donde solo hay pedazos de luz que alcanzan el ojo del observador en cualquier momento dado.

Debo reconocer el libro “The Fabric of Reality” de David Deutsch, que contiene una historia similar sobre una rana y una antorcha. Me inspiró para hacer esta película. Gracias también a MinutePhysics por revisar borradores anteriores y sugerir que lo hago más ridículo.

El ojo no tiene distancia de potencial de visión, sin embargo, hay distancias en las cuales los detalles finitos comienzan a reducirse en distinción. La respuesta es no, no hay un punto de parada para la vista. Solo la distancia a la que la luz se dispersa o disuelve demasiado para ser observada o notada por el ojo. Podrías decir que si tu ojo fuera mucho más perceptivo a la luz, podrías distinguir las estrellas que actualmente tienen un brillo distinguible en el límite. Entonces, de alguna manera, las capacidades de su ojo son limitadas, pero en última instancia depende del estímulo externo de la luz que ingresa al ojo.

El evento más distante realmente visible a simple vista que conocemos fue GRB 080319B (observado en 2008), un estallido de rayos gamma tan poderoso que su resplandor óptico podría haber sido brevemente visible a pesar de que se encontraba a unos 7.500 millones de años luz de distancia … que es más de 2500 veces la distancia del objeto más visible y distante, la galaxia M33. (¡Vea una explosión estelar que podría ver en la Tierra!)

Cuando miras hacia el cielo, las microondas golpean tus ojos con la radiación cósmica de fondo de microondas. Estos fotones se emitieron hace 13 mil millones de años, y la materia que los emitía se expandía en el espacio a 50 veces la velocidad de la luz. Entonces la cuestión está bastante lejos ahora. También puede ver el CMB en un televisor mirando “nieve” en los canales vacíos.

Uno puede imaginar escenarios de supernova donde un ser humano podría ver el pasado de Andrómeda. Una supernova es una fuente puntual y puede emitir tanta luz como una galaxia, por lo que su brillo aparente será mayor que la de Andrómeda, donde la radiación se extiende sobre un ángulo en el cielo.

¿Puedes definir ver? Ver se puede definir como luz distintiva porque eso era lo que habían hecho los primeros ojos primitivos. También puede definir ver como distinguir dos objetos diferentes a una distancia.

Hay un término para eso. Se llama resolución angular, es decir, la capacidad de distinguir dos objetos diferentes a distancia. Para el ojo humano, se trata de 4 minutos de arco http://en.wikipedia.org/wiki/Naked_eye, lo que significa que si hubiera un camión cuyas luces principales estuvieran a 1,2 metros de distancia, apenas se pueden distinguir a 1 km.

¿No sería un límite de distancia (en la forma en que la cuestión contempla uno) creado por la expansión del universo, el desplazamiento rojo resultante y la posterior conversión de ondas electromagnéticas (que comenzó como la luz) en una onda que cae fuera de lo visible ¿espectro?

Es finito solo por su tamaño, al menos hasta aproximadamente 13 mil millones de años luz. La energía radiante se conserva. Esto significa que el brillo no disminuye con la distancia. Si miras una farola cercana y la comparas con una similar más alejada notarás que son igualmente brillantes. El que está más lejos es simplemente más pequeño.

El ojo humano puede ver mientras sea capaz de detectar la luz de un objeto. Entonces cuando miramos hacia el cielo, no creo que haya ningún punto de detención. No podemos ver objetos que están demasiado lejos porque su luz no es lo suficientemente fuerte como para que los ojos puedan detectar.

Eso depende completamente de cuán brillante sea un objeto. Una estrella de tamaño normal, como el sol, por ejemplo, solo podría verse a simple vista durante 56.67 años luz (consulte ¿Hasta dónde tiene que alejarse del Sol para hacerlo invisible a simple vista? [Archivo]). El objeto más alejado que se puede ver a simple vista es la galaxia Andrómeda a poco más de 2,5 millones de años luz. Consigue algo lo suficientemente brillante y se puede ver desde el borde del universo, dado el tiempo suficiente para que la luz llegue a ti. Es decir, si el desplazamiento al rojo no hace que la luz emitida gravite tan lejos en la zona roja, toda la luz visible se volvió infrarroja e invisible.

No puedo mejorar la respuesta de Jacob VanWagoner.

Su ejemplo de la Galaxia de Andrómeda es apto, ya que es el objeto más lejano que puede ver el ojo humano sin ayuda.

Para reiterar, se trata del brillo y la capacidad de nuestro ojo para detectar los fotones de ese objeto. Por seguro, si un Hyper Nova (mucho más intenso que un Super Nova) explotara en una galaxia mucho más lejos que la Galaxia de Andrómeda, por un breve momento, ese objeto se convertiría en el objeto a simple vista más alejado.

Teóricamente, podemos “ver” todo en el universo observable porque, aunque la luz es demasiado débil para ser reconocida, aún puede detectarse. El universo observable está limitado por el tiempo desde el Big Bang. La luz emitida demasiado lejos de la Tierra no habrá tenido tiempo de alcanzarnos ya que el universo no ha existido por tanto tiempo.

Si realmente quieres decir cuál es el objeto más lejano que puedes elegir en el cielo nocturno, eso está determinado por tu magnitud límite y el brillo del objeto. Puedes tener una estrella muy tenue muy cerca de casa que no puedes ver mientras puedas ver la estrella muy brillante lejos de casa. Depende de la magnitud del objeto y de la magnitud límite de su ubicación. La magnitud límite determina el objeto más tenue que puedes ver.

El punto de parada teórico es el Big Bang y el comienzo del universo.

¿No estás “viendo” los fotones que golpean físicamente tu retina? Entonces, ¿no es la respuesta realmente un porcentaje? ¿Cuántos de los fotones desde X años luz de distancia pueden pasar por alto todo lo demás en el universo y golpear su retina?

¿Cuánto tiempo estás dispuesto a esperar?

Si la luz viaja, bueno a la velocidad de la luz, entonces solo puede afectar tus sentidos por un segundo por la distancia que recorrió la luz durante ese segundo ¿no? Si me dices que estás dispuesto a pasar 5 minutos sin pestañear mirando al mismo lugar para detectar un delta, mi respuesta sería diferente a la de si eres un ser normal como soy …

Cualquier distancia, si había algo lo suficientemente brillante.

En cielos oscuros, el ojo humano puede ver la Galaxia de Andrómeda. La gente también ha logrado ver galaxias aún más lejanas, pero no por mucho.

Solo un pensamiento genial; con un telescopio de 6 “(bastante pequeño), en una buena noche, puedes ver 3 C 273, un cuásar que está a unos 2500 millones de años luz de distancia.
Eso es un largo camino …

Existe un límite teórico máximo de aproximadamente 13.8 mil millones de años luz. Cada fotón que tus ojos reciben comenzó hacia ti en los últimos 13.8 mil millones de años.

Aquí hay una muy buena respuesta.

Distancia CERO. No vemos hacia afuera. Los fotones vienen a nosotros y cuando físicamente hacen contacto con nuestras retinas, las vemos. En realidad, los tocamos, pero lo interpretamos como vista. Ahora, no importa qué tan lejos viajó el fotón para llegar a nosotros.