Tu pensamiento no es incorrecto, simplemente incompleto. Más bien, estás aplicando los mismos principios a 2 situaciones diferentes. La luz del sol puede dispersarse de cualquier sustancia entre una fuente de luz y un detector, incluidas todas las partes del globo ocular frente a las retinas, pero en ausencia de eso, aún sería difícil ver las estrellas. El Sol, y los cuerpos que reflejan su luz, son demasiado brillantes en comparación con su entorno.
Para cuantificar cuánto más brillantes son el Sol y el cielo diurno que las estrellas, permítanme comenzar presentando la forma inestable Los astrónomos miden cuán brillantes son las cosas entre sí o con una estrella estándar. Se llama el sistema Magnitud, y apenas tiene sentido hoy porque es una transmisión de Hipparchus / Ptolomeo de 2000 años (¡es tan viejo que ni siquiera podemos acordar quién es el responsable!). Los detalles relevantes se resumen en las siguientes imágenes (puede que sea necesario expandirlas en otra pestaña):
- En la tierra podemos ver tantas estrellas cuando estamos lejos de la contaminación lumínica. Sin embargo, el espacio siempre se describe como muy oscuro. ¿El espacio sería claro u oscuro?
- Siendo realistas, ¿cuánto del sol (su masa real) tendría que ser eliminado para que sea destruido?
- ¿Cuál es la relación entre la producción solar y la temperatura aquí en la tierra?
- Si hubiera una atmósfera entre la tierra y el sol, ¿seguiríamos viendo el sol?
- ¿Cómo se desarrollaría una civilización alrededor de una estrella expulsada de la galaxia?
(Fuente: Astronomía 3130 [Primavera 2015] Página de inicio, conferencia de fotometría) Por cierto, ese gráfico de información es demasiado optimista en un aspecto: el límite a simple vista en la mayoría de las ciudades es más como una tercera magnitud. 🙁
Para poner el Sol y la Luna en esa escala y mostrarle hasta dónde puede llegar el sistema de magnitud en los negativos (fuente: Cómo el tamaño de una estrella se relaciona con el brillo):
El cielo diurno es lo suficientemente brillante como para eclipsar cualquier cosa más débil que una magnitud de aproximadamente -4 *. Entonces, sí, en la Tierra , la atmósfera es el problema, debido a la dispersión de Rayleigh.
* Editar: como se mencionó en los comentarios del artículo de Mental Floss , sí, Venus y Júpiter a menudo están lo suficientemente cerca de ese límite de magnitud para ser visibles durante el día. Sin embargo, son muy similares en valor tonal al cielo, por lo que ciertamente no se destacan. Necesitará binoculares o un pequeño telescopio a su disposición, y tendrá que saber a priori exactamente dónde apuntar. Por ejemplo, Júpiter se ve así (fuente: ver Júpiter y Venus en el día):
¿Qué pasa con las situaciones en las que la atmósfera no es un factor?
Combinando información de las 2 figuras, la Luna llena es al menos 25,000 veces más brillante que Sirio. El Sol es 400,000 veces más brillante que eso, 10,000,000,000 veces más brillante que la estrella más brillante del cielo nocturno. El brillo de una vela, no por casualidad, es de aproximadamente 1 candela (unidad de brillo SI). ¿Qué es algo 10,000,000,000 veces más brillante que una vela? Pruebe algo como el Luxor Sky Beam en Las Vegas, que brilla en 42.3 mil millones de candelas. Ver una estrella con el Sol en su campo de visión nunca será menos difícil que ver un puñado de velas mientras mira el rayo del foco más poderoso de la Tierra.
La relación de intensidad de la señal (brillo en el caso de la luz) entre la señal detectable más débil y el punto donde su instrumento alcanza el máximo (saturación) se llama rango dinámico , esencialmente la relación de contraste máxima. Entonces, para fotografiar el Sol y que aparezca otra estrella en la misma imagen, su detector necesita un rango dinámico de 10 mil millones. Los rangos dinámicos de las tecnologías existentes son los siguientes:
- Dispositivos de carga acoplada (CCD, los detectores para cámaras digitales): 70,000–500,000 dependiendo del grado (el software de conversión de analógico a digital de 16 bits que generalmente acompaña a los CCD de grado de educación y consumo reducirá esto a aproximadamente 50,000)
- Dispositivos de inyección de carga (el primo más elegante del CCD donde los píxeles se manejan individualmente en lugar de filas y columnas): 20 millones como lo demuestra https://arxiv.org/pdf/1511.03715…
- Ojo humano: ampliamente variable, pero supera los 15,000
- Película fotográfica : unos cientos. Sí. Eso es.
Para agregar insulto a la lesión, la película ni siquiera reacciona al 98–99% de la luz que la golpea. Su ojo es tan ineficiente, pero al menos tiene un rango dinámico más cercano al de un CCD que a la película. Los CCD registrarán más del 90% de la luz incidente. Puede leer sobre otras ventajas de los CCD aquí: http://www.opticstar.com/Run/Sci… (su estadística sobre el rango dinámico de la película es un poco baja). Pero en la década de 1960, los CCD no existían. La NASA tuvo que conformarse con el cine. Aquí hay un artículo completo sobre los suministros de películas de la NASA y sus especificaciones durante el Programa Apollo: Fotografía durante el Apolo.
A la distancia de la Tierra (y la Luna) del Sol, el metro cuadrado promedio de superficie recibe aproximadamente 342 vatios por metro cuadrado [matemática] (W / m ^ 2) [/ matemática] de energía del Sol (ver Radiación solar en la Tierra ) Si el Sol está directamente arriba, ese número está más cerca de 1368 [matemática] W / m ^ 2 [/ matemática], pero sigamos con 342 [matemática] W / m ^ 2 [/ matemática] porque ese es el promedio sobre el Sol orientado hacia el hemisferio y la mayor parte de la superficie está en algún ángulo con respecto al Sol. La Luna refleja aproximadamente el 12% de la luz que la golpea. Eso no parece mucho, pero para los astronautas del Apolo, es como pararse en una superficie donde cada metro cuadrado es, en promedio, tan brillante como una lámpara de escritorio típica. Los trajes blancos de los astronautas y los módulos de aterrizaje altamente reflectantes eran aún más brillantes. En lo que respecta a la película, los astronautas del Apolo eran focos en una tienda de lámparas. Ese tipo de contaminación lumínica no es una buena astrofotografía.
Independientemente de la tecnología utilizada, el tiempo de exposición correcto es importante para obtener una buena imagen de lo que desea y lo menos posible de lo que no desea. Las estrellas de fondo no eran importantes para los estudios de la Luna de los equipos de Apolo, por lo que sus tiempos de exposición se calcularon para obtener las mejores imágenes de rocas lunares, astronautas, lugares de aterrizaje, etc. En resumen, la foto emulsión nunca recibió suficiente luz de las estrellas de fondo para reaccionar.
Sin embargo, hay imágenes tomadas por los equipos de Apollo con estrellas en ellas . Pero las estrellas nunca fueron sus objetivos, por lo que no se ven muy bien, como muestran estas imágenes UV del Apolo 16:
^ Fuente con descripción: Photo-as16-123-19650
^ Fuente con descripción: Photo-s72-36972 (* Nota: foto UV en color falso de Geocorona de la Tierra en 3 filtros, bastante mal alineados a juzgar por las estrellas)
