La respuesta se puede entender con algunas matemáticas extremadamente simples. El tamaño aparente de un objeto es el resultado de solo dos números, su verdadero tamaño (diámetro) dividido por su distancia: un objeto de 10 pies ubicado a 100 pies de distancia parece tener el mismo tamaño angular que un objeto de 100 pies ubicado a 1,000 pies de distancia. Y cuanto más grande sea un objeto en relación con su distancia, naturalmente, más grande aparecerá: un objeto de 20 pies a 100 pies se verá el doble de grande que un objeto de 10 pies a esa distancia.
Todo muy sencillo, ¿verdad?
Considere una galaxia cercana prominente, la galaxia de Andrómeda. Tiene aproximadamente 150,000 años luz de ancho y 2.2 millones de años luz de distancia. La relación de su tamaño con su distancia es de 1:15, y la galaxia completa de Andrómeda (si pudieras ver hasta sus bordes tenues) se extiende casi 4 grados en el cielo. En realidad, es mucho más grande en el cielo que el sol o la luna. Es tan grande que el telescopio espacial Hubble tuvo que tomar 7.398 imágenes separadas para hacer este retrato de mosaico parcial:
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Ahora consideremos a Plutón. Tiene un diámetro de 1,473 millas y actualmente se encuentra a poco más de 3 mil millones de millas de la Tierra. La relación de su tamaño a su distancia es de aproximadamente 1: 2,000,000. Dicho de otra manera, la galaxia de Andrómeda aparece más de 100,000 veces más ancha en el cielo de la Tierra que Plutón. En términos generales, es la diferencia entre mirar un póster en la pared de la sala de estar e intentar mirar una bacteria en la pared al lado.
Por eso Plutón es tan difícil de ver claramente desde la Tierra; Es por eso que tuvimos que enviar la sonda New Horizons allí para verlo como algo más que una mancha. Por cierto, esas impresionantes imágenes de las lunas de Neptuno también provienen de una sonda que las visitó de cerca; Voyager 2 tomó todas esas fotos cuando voló en 1989. Desde la Tierra, las lunas de Neptuno se parecen mucho a Plutón: puntos de luz sin detalles. Aquí hay un ejemplo de las lunas de Neptuno vistas por el telescopio espacial Hubble:
Finalmente, el mismo tipo de geometría explica por qué el Hubble no puede mirar a la luna y mostrar los lugares de aterrizaje del Apolo. El módulo lunar sentado en la luna mide 31 pies de ancho. La luna está a 240,000 millas de distancia en promedio, o alrededor de 1.3 billones de pies. La relación tamaño / distancia es 1: 40,000,000, lo que significa que su tamaño angular es 20 veces menor incluso que el de Plutón. El hardware de Apolo en la luna está muy, mucho más allá del límite de lo que el Hubble puede ver.