¿Hay alguna diferencia entre los fotones en la luz de las velas, que se pueden ver desde una distancia corta, y los fotones en el espacio que son visibles durante miles de millones de años luz?

Dos fotones con la misma frecuencia son partículas idénticas, independientemente de la ‘fuente’ de los fotones.

“Lo que pregunto es si una vela en el espacio sería visible al otro lado de la galaxia, suponiendo que nada más brillante se interponga en el camino y que la tenue luz tenga suficiente tiempo para viajar”.

Un fotón emitido desde cualquier fuente continuará viajando en línea recta hasta que interactúe (absorbido o dispersado) con partículas de materia como polvo o moléculas de aire.

“¿La luz tenue tiene en gran medida las mismas características que la luz brillante, viaja tan lejos, tan rápido?

Si no viaja tan lejos, ¿qué significa exactamente eso? ¿Se quedó sin energía el fotón? ”

La “luz tenue” es una luz de baja intensidad, lo que significa que el número de fotones que pasan a través de un área unitaria por unidad de tiempo es menor en comparación con la “luz brillante”. Menos fotones viajando tienen una mayor probabilidad de interactuar con partículas de materia en su camino y, por lo tanto, las posibilidades de que detecte cualquier fotón desde lejos es muy menor. En una luz muy brillante, se detectarán más fotones a la misma distancia, ya que había un mayor número de ellos para empezar.

Los fotones individuales de la estrella y de la vela, si suponemos que son de la misma frecuencia, son idénticos y viajan exactamente igual.
La diferencia está en el número de fotones emitidos por área de superficie (la intensidad) y el tamaño del área de superficie emisora.

El área de superficie de una estrella es enorme en comparación con una vela y la cantidad de fotones que emite por cm cuadrado por segundo es enormemente mayor que la vela.

Las posibilidades de que un fotón emitido por una vela a esa distancia termine en su ojo son muy pequeñas, hay mucho espacio al que pueden ir y su ojo es muy pequeño. Pero con la gran cantidad de fotones emitidos por la estrella, lo más probable es que algunos terminen en nuestro ojo. Por cierto, esta es la razón por la cual hay estrellas más brillantes y diméricas, y por qué cuanto más lejos están, más tenues aparecen aunque su brillo intrínseco sea el mismo. Las posibilidades de que sus fotones vayan a otro lado que no sea nuestro ojo o telescopio aumentan a medida que se aleja.

Una última cosa, las estrellas irradian en un espectro de frecuencias mucho más amplio que las velas.

Cualquier fotón sigue viajando hasta que es absorbido o reflejado por algo. Todos los fotones de la misma frecuencia son exactamente iguales en todos los sentidos. Si hubiera un telescopio con suficiente poder de recolección de luz en el otro lado de la galaxia, sería capaz de obtener imágenes de la llama de la vela de la luz, pero esto requeriría un espejo increíblemente grande y una gran óptica en el ocular y el sistema CCD o su equivalente.

Los fotones nunca se quedan sin energía, pero a medida que viajan a través del universo en expansión, sus longitudes de onda aumentan y la energía de cada fotón disminuye en consecuencia. La disminución de la energía por fotón es completamente independiente del poder de la fuente.

Todos los fotones son idénticos, exactamente iguales, excepto por el nivel de energía que transportan, que viene dado por su longitud de onda.

De hecho, puede tener dos fotones en el mismo espacio al mismo tiempo, que no puede tener para partículas basadas en masa.

Los fotones de cualquier fuente, ya sea vela o supernova, actúan de la misma manera: solo pierden energía al golpear algo (el fotón entrante se absorbe y se emite otro de menor energía)