A principios de la década de 2000, cuando yo Se enfrentaba aparentemente todas las semanas con personas que creían que los alunizajes del Apolo eran falsos.estas personas sacarían a relucir un argumento que creían que era su as en la manga: si el telescopio espacial Hubble de la NASA es lo suficientemente potente como para ver los intrincados detalles de galaxias distantes, ¿por qué no puede ver las huellas de las botas de los astronautas del Apolo en nuestra propia luna?

Como la mayoría de las teorías conspirativas, este argumento parece convincente a primera vista, pero se desmorona al menor escrutinio. Quienes se dejan engañar por él tienen una comprensión errónea de dos cosas: cómo funcionan los telescopios y cómo funcionan los telescopios. grande El espacio es.

Mucha gente piensa que el propósito de un telescopio es ampliar las imágenes. Sin duda, a los fabricantes de telescopios económicos (léase: baratos) les encanta promocionarlos como tal: “¡150x de aumento!”, imprimen en letras enormes en la caja (junto con fotografías muy engañosas de telescopios mucho más grandes). Sin embargo, si bien el aumento es importante, la verdadera fortaleza de un telescopio reside en su resolución. La diferencia es sutil pero crítica.

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La ampliación es simplemente el grado en que se puede hacer zoom sobre un objeto para que parezca más grande. Esto es importante porque, si bien los objetos astronómicos son físicamente grandes, están muy lejos, por lo que parecen pequeños en el cielo. Al ampliarlos, es más fácil verlos.

La resolución, por otro lado, es la capacidad de distinguir dos objetos que están muy cerca uno del otro. Por ejemplo, es posible que percibas dos estrellas que orbitan entre sí (una estrella binaria) como una sola estrella porque están demasiado cerca como para que tu ojo las separe. resolver Sin embargo, si miramos a través de un telescopio de mayor resolución, es posible que podamos distinguir la separación entre ellos, lo que revelaría que son dos estrellas individuales.

Pero ¿no es eso simplemente una ampliación? No, ¡porque la ampliación sólo hace que las cosas se agranden! Esto es fácil de demostrar con una fotografía: puedes hacer zoom en la fotografía tanto como quieras, pero más allá de cierto límite, sólo estás ampliando los píxeles y no puedes obtener más información de ella. Para atravesar esa pared, tienes que ganar resolución en lugar de ampliación.

El problema es que la resolución es inherente al propio telescopio, Esto significa que, para lograr mejoras importantes en la resolución, es necesario cambiar a un telescopio mucho más grande. Pero, independientemente del tamaño del telescopio, seguirá teniendo una resolución limitada. Cuando la luz de un punto infinitesimalmente pequeño, como una estrella lejana, pasa a través de un telescopio, se dispersa un poco dentro de la óptica del telescopio (los espejos o lentes). Esta es una propiedad fundamental de la luz llamada difracción, y no se puede evitar.

Como ya he mencionado antes, la resolución de un telescopio depende en parte del tamaño de su espejo o lente. Cuanto mayor sea la óptica que capta la luz, mejor será la resolución. Pero la forma en que la luz se propaga en la óptica depende de su longitud de onda, y las longitudes de onda más cortas producen una resolución mayor. Por lo tanto, dos estrellas azules que estén muy juntas pueden ser resolubles en un telescopio, mientras que dos estrellas rojas que estén a la misma distancia no lo serán. Cuando los astrónomos construyen telescopios con cámaras, tienen que tener en cuenta la longitud de onda que quieren observar cuando deciden el tamaño de los píxeles de la cámara. De lo contrario, solo están amplificando el ruido, como en nuestro ejemplo anterior de acercar demasiado una fotografía.

Todo esto conduce a un resultado sorprendente. El telescopio espacial Hubble tiene un espejo de 2,4 metros de ancho. El telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA tiene Un espejo de 6,5 metros de diámetro.por lo que se esperaría que JWST tuviera mucho Mayor resolución. Y en algunas longitudes de onda, lo hace: la longitud de onda más corta que puede ver el JWST es de aproximadamente 0,6 micrones (lo que nuestros ojos perciben como luz naranja), y allí su resolución es técnicamente mucho mejor que la del Hubble.

Pero el JWST está diseñado para ser un telescopio infrarrojo. En esas longitudes de onda, digamos alrededor de dos micrones, su resolución es comparable a lo que el Hubble puede ver en longitudes de onda de luz visible. En el infrarrojo medio, de 10 a 20 micrones, la resolución del JWST es incluso menor. ¡Tenga en cuenta que, como es el telescopio infrarrojo más grande que se ha lanzado al espacio, aún proporciona algunas de las vistas más nítidas que hemos tenido en esas longitudes de onda!

Los astrónomos miden la resolución como un ángulo en el cielo. Hay 90 grados desde el horizonte hasta el cenit, y dividimos los grados en 60 minutos de arco por grado y 60 segundos de arco por minuto de arco. (“Arco” denota que es un ángulo en el cielo). La luna, por ejemplo, tiene medio grado de ancho en el cielo, lo que equivale a 30 minutos de arco o 1.800 segundos de arco. La resolución máxima de un telescopio, entonces, es la separación mínima que puede distinguir entre dos objetos, expresada como un ángulo.

En su mejor momento, la resolución del Hubble es de aproximadamente 0,05 segundos de arco, un muy ¡Un ángulo minúsculo! Pero la cantidad de detalles que puede ver en términos reales depende de la distancia del objetivo y del tamaño físico. Por ejemplo, 0,05 segundos de arco equivalen al tamaño aparente de una moneda de diez centavos vista a unos 140 kilómetros de distancia.

Eso nos lleva de nuevo a los teóricos de la conspiración y su queja sobre la detección de huellas de botas en la Luna. Las galaxias suelen estar a decenas de millones o incluso miles de millones de años luz de la Tierra. A esas distancias, el Hubble puede distinguir objetos de unos pocos años luz de diámetro, decenas de miles de millones de años luz. billones En el mejor de los casos, se trata de kilómetros. Así que, aunque parezca que estamos viendo galaxias con gran detalle en esas espectaculares imágenes del Hubble, lo más pequeño que podemos ver sigue siendo tremendamente enorme.

Mientras tanto, la Luna está a sólo 380.000 kilómetros de nosotros y del Hubble. A esa distancia, la resolución del Hubble sorprendentemente se limita a detectar objetos de no menos de 90 metros de diámetro. Así que no sólo podemos no Vemos las huellas de las botas de los astronautas en las imágenes del Hubble, pero ni siquiera podemos ver las sondas lunares del Apolo, que sólo tenían unos cuatro metros de diámetro.

Podemos ver los módulos de aterrizaje y las huellas de las botas en Imágenes tomadas por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASAaunque. Aunque la cámara de esta misión tiene un espejo de apenas 20 centímetros de ancho, la nave espacial está en órbita lunar y ha pasado sobre los sitios de aterrizaje de Apolo a una altitud de apenas 50 kilómetros. Como está mucho más cerca de la superficie lunar, puede ver detalles mucho más pequeños en la Luna que el Hubble. Por eso enviamos sondas a los planetas: obtenemos vistas mucho mejores. A veces no hay nada mejor que estar allí.

La lección que se desprende de esto es que la forma en que funcionan las cosas en realidad suele ser sutil y no la que uno espera. Las afirmaciones que pueden parecer razonables se desintegran cuando se conoce un poco más sobre la física subyacente. Y si uno ve un telescopio que se anuncia en función del aumento del dispositivo, probablemente sea mejor dar marcha atrás y buscar otro. Sé que puede ser difícil, pero solo se necesita un poco de determinación.