Questa è una buona domanda di pensiero perché ti fa pensare a come funziona la luce. Quando accendi una torcia, stai creando una sorgente di fotoni (vedi How Light Works per i dettagli sui fotoni). I fotoni lasciano la torcia e iniziano subito a diffondersi in un fascio a forma di cono. A condizione che non colpiscano nulla, ogni singolo fotone viaggia nello spazio per sempre. Quindi non è che i fotoni "finiscono il gas" sulla strada per la luna e si fermano. Quello che succede invece è che, quando raggiungeranno la luna, i fotoni si sono diffusi tremendamente. Così pochi fotoni colpiscono il tuo occhio in qualsiasi momento che non puoi rilevare la torcia.
Quindi la risposta alla tua domanda è, "Dipende sia dalla torcia che dalle dimensioni del tuo 'occhio'". Se la torcia in questione è una piccola torcia elettrica alimentata da un paio di batterie AA, e se l'occhio in questione è il tuo occhio nudo, allora la risposta è, "no - non puoi vedere la torcia dalla luna". Il cono di una tipica torcia è gigantesco quando raggiunge la luna, e i fotoni sono troppo sottili per essere rilevati dall'occhio. Se dovessi usare una torcia molto più grande (ad esempio, un faro di ricerca aereo), o se dovessi aumentare le dimensioni del tuo occhio usando un telescopio, allora è possibile rilevare la torcia dalla luna.
L'altra alternativa sarebbe quella di sostituire la torcia con un piccolo laser. Il cono di divergenza di un laser è estremamente piccolo rispetto a una torcia. Per esempio, questo articolo discute un laser il cui raggio è così strettamente focalizzato che, quando la luce raggiunge la luna, è solo divergente in un cerchio di circa mezzo miglio (1 km) di diametro! Potresti facilmente vedere una luce laser ben focalizzata come quella della luna.
L'altra alternativa è aumentare le dimensioni dell'occhio con un telescopio. Un telescopio raccoglie la luce su una vasta area con la sua lente o specchio. Questo è il motivo per cui le persone usano grandi telescopi per rilevare la luce delle stelle lontane. Anche se le stelle sono molto luminose rispetto a una torcia, sono anche molto lontane (la maggior parte delle stelle è distante molti anni luce, e un anno luce equivale a 10 trilioni di chilometri o 6 trilioni di miglia). Quando la luce della stella raggiunge la terra, perciò, la luce è molto debole.
Gli astronomi possono vedere la luce da oggetti distanti ancora più chiaramente ora grazie al telescopio spaziale Hubble, uno strumento potente che ha un ottimo punto di osservazione nello spazio. Infatti, è stato detto che Hubble può rilevare la luce di un fiammifero su Plutone!
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