望远镜22倍能看多远

首页 > 实用技巧 > 作者:YD1662023-10-27 19:25:52

按拉近2000倍计算,哈勃望远镜看到的这颗恒星就像在465万年的距离。如果排除引力透镜效应,即使像哈勃望远镜这就大牛空间望远镜,看到单颗恒星的能力也差不多只能在这个距离了。

这颗恒星是在宇宙大爆炸后45亿年,在距离我们93亿光年的地方发出光线的。由于宇宙在膨胀,这颗恒星现在与我们的距离已经有280亿光年了。按照恒星演化规律,像这么巨大的恒星寿命不会超过1000万年,因此,它应该早就消亡了,我们看到的并非它现在的样子,只是它93亿年前的样子。

再好的望远镜看到的恒星都基本是一个亮点

科学家用望远镜看到的绝大多数恒星,都无法看清其本来面目,都只能看到一个亮点,包括距离最近的恒星比邻星,只有4.22光年,也只能看到一个亮点。这是因为恒星的体积与距离之比太大了,即便通过再好的望远镜,到达我们眼中也无法达到最小分辨率。

望远镜22倍能看多远,(5)

只有太阳和参宿四等极少恒星可以看到一点模模糊糊的圆面,这是因为这几颗恒星太近或太大而已。参宿四之所以能够看到一个模糊的圆面,是因为其体积是太阳的7亿多倍,亮度也很大,是太阳的9到15万倍,且距离不算太远。

因此,即便最大的望远镜,我们看到的恒星基本都不是恒星表面的样子,只是看到它们发出来的光。因为人眼是感光的,只要有几个光子到达人的视网膜,就能够看到光亮,但不一定能够看清这个发光物体的样子。

比如一只萤火虫距离我们100米,即使是白天,人眼也无法看到;但它晚上发出闪光,人们在很远就能够发现,但这并不等于看清了萤火虫的样子。观察恒星也是这样,看到的只是恒星发出的光,而不是恒星的样子。

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这是因为人眼看物体必须有一个最小分辨角,就是物体到达视网膜必须在最小分辨角以上,否则就无法区分。人眼的分辨角在正常亮度下,一般为1′(1角分),就是到达视网膜的角度至少有1′左右,才能够分辨出这个物体来。

望远镜也有一个最小分辨角,其分辨能力应符合瑞利判据公式:θ0=1.22λ/D,即最小分辨角θ0等于1.22乘以光的波长λ除以望远镜的口径D。也就是说,口径越大的望远镜,分辨率就越高,看得就越远。

而光学望远镜的口径越大意味着透镜越大,就越难做,因为越大的透镜越难控制形变,因此望远镜的最小分辨率是有极限的。哈勃望远镜主镜直径为2.4米,可见光的波长在380~760nm之间,我们取一个中间值为570nm,也就是5.7*10^-7m。

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将这些数据代入上述公式计算,哈勃望远镜的最小分辨率约为2.9*10^-7rad(弧度),1弧度约为206264.8角秒,因此哈勃望远镜的分辨率约为0.059角秒。

这样,月球上多大物体才能被哈勃望远镜分辨呢?

月球与地球的平均距离为34.8万千米,用哈勃望远镜的最小分辨率2.9*10^-7rad乘以距离38.4万千米,得到能看到最小物体直径或长度需要达到111.36米。因此,1个1.6米的人即便躺在月球上,到达哈勃望远镜视界里也只有0.00085角秒,是根本无法分辨的。

而且在月球对着地球的一面,一个人站在那里只有头肩部这么大范围对着地球,就更无法看到了。那么要多大口径的望远镜才能够看到月球上一个躺着的人呢?如果观测570nm波段的光,根据公式反算至少主镜口径要达到167米以上。

要做出这么巨大的光学镜片且不变形,目前人类还没有这个能力。而那些巨大的射电和射线望远镜,虽然口径很大,但只能观察射电或射线源,无法观测一个普通人。

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