¿Por qué es más fácil detectar ondas de radio que medir las longitudes de onda más cortas?

Detectar longitudes de onda cortas tampoco es exactamente fácil. Probablemente parezca fácil porque los organismos biológicos detectan un cierto rango de longitudes de onda que son más cortas que las ondas de radio. Pero esos organismos tampoco detectan longitudes de onda más cortas que esas.

Nos centramos en esas longitudes de onda por varias razones. Son el pico de la salida de la estrella cercana, por lo que hay mucho. (Pero no tanto como para estar en equilibrio con ellos; no hacemos mucho con los infrarrojos porque su ojo mismo emite esas longitudes de onda). Ofrecen una buena resolución de la escala de los objetos que nos interesan. Y la química convenientemente produjo receptores que se pueden hacer biológicamente, así como una forma de enfocarlo.

Así que no tenemos que hacer nada especial con esas longitudes de onda. Todo lo demás, más alto y más bajo, requiere algún tipo de receptor. No hay nada especialmente complicado en un receptor de microondas / ondas de radio, aunque no con nada que desee poner dentro de un organismo biológico. Enfocar una ola de metros de largo requiere un gran plato, y detectarlo también es más fácil si tienes una antena grande.

Los platos realmente grandes se tratan principalmente de querer reunir una gran cantidad de energía para que podamos recibir señales muy débiles. Esos son de especial interés para nosotros porque se propagan bien a escalas astronómicas, sin ser ahogados por el ruido local, ni demasiado humedecidos por la atmósfera o el polvo astronómico. No hay nada especialmente complicado en su construcción; son principalmente los desafíos a gran escala de la ingeniería.

La luz es agradable porque es tan pequeña que podemos acomodar los receptores en un paquete pequeño sin mucha amplificación, y la escala de frecuencia combina bien con las moléculas. Pero es “complicado” porque estás jugando con cosas muy pequeñas: hacer chips que perciban la luz requiere una tecnología realmente alta, e incluso las emulsiones fotográficas tardaron un tiempo en darse cuenta. Las lentes de vidrio también ayudaron, aunque para una precisión realmente alta resulta que los reflectores son mejores que los refractores. La naturaleza realmente no usa relectores; Es una buena coincidencia que los lentes de ojo sean muy buenos enfocadores sin demasiada aberración cromática. Me llevó un tiempo descubrir cómo hacer lo mismo con el vidrio; hacer lo mismo con las microondas es menos efectivo porque las longitudes de onda son más grandes, pero no es imposible.

En otras palabras … se debe en gran medida a las coincidencias de las escalas a las que evolucionó la vida. Si hubiéramos evolucionado de manera diferente, podría haber sido diferente, pero las escalas de longitud ligera se ajustan a una serie de criterios útiles. Por lo tanto, no solo las longitudes de onda más largas sino también las más cortas parecen más difíciles. Pero realmente, es solo eso para nosotros, la luz parece más fácil.

Las ondas de radio interactúan con la materia en escalas de mayor longitud. En particular, cuando caen sobre un metal, dan como resultado el flujo de una corriente que luego puede amplificarse y detectarse.

Por otro lado, las ondas de mayor frecuencia (ondas de luz, UV y superiores) tienen mayor energía y, por lo tanto, interactúan con la materia en escalas de menor longitud. Pueden causar una transición entre los niveles de energía atómica / molecular pero, por sí solos, no pueden hacer que la corriente fluya en un metal como lo hacen las ondas de radio. Por lo tanto, su detección puede no ser tan “directa” como para las ondas de radio. Es posible que necesite usar una capa adicional de instrumentos para convertir los cambios de nivel atómico / molecular en una señal de corriente.

Sin embargo, esto no significa que la detección de ondas de radio sea “más fácil” que la detección de frecuencias más altas en todos los casos. Por ejemplo, para detectar la presencia de radiación UV, todo lo que necesitamos es una pieza de algún material fluorescente como Fluorita o Yeso.

Las ondas de radio generalmente varían desde el tamaño de su mano hasta el tamaño de los rascacielos.
Las antenas basadas en resonancia (cables simples) requieren que la longitud de la antena sea longitud de onda / 2 o longitud de onda / 4 para poder causar interferencia ‘constructiva’ en el movimiento de electrones dentro de la antena; Esta ‘resonancia’ provoca una señal sustancial medible.

A medida que avanzamos a longitudes de onda más bajas, necesitaríamos antenas cada vez más pequeñas para poder detectar ondas usando este método y otros métodos, como se menciona en la respuesta de Shreyas, que son más difíciles que usar un cable simple.