当前位置: 抛光 >> 抛光发展 >> 哈勃能拍几十亿光年外的星系,为啥无法清晰
角直径是衡量天体大小的重要标准,它的计算公式是天体半径除以距离,常用单位为角度或者角秒。角度是度量圆周中所包含角度的单位,一个圆周分为60度,而角秒是角度的更小单位,它是指一个圆周被划分为等份,每一份就是一角秒。以月球为例,当月球距离地球约8万公里时,它在人类的视野中的角直径约为0.5度,也就是0角分,相当于一个人将拇指和食指张开比出的夹角大小。
角直径的大小与距离和天体本身的大小有关,距离越远,角直径越小,天体大小越大,角直径越大。例如,距离地球万光年的仙女座星系的角直径约为度,是满月角直径的6倍,这是由于仙女座星系的直径远远大于月球;而在太阳系内部,冥王星距离地球约48亿公里,角直径仅为0.11角秒,不到月球角直径的0.%,即使是哈勃望远镜也无法拍摄到它的高清图像。
哈勃望远镜的观测能力哈勃太空望远镜是人类历史上最为成功的望远镜之一,它的研发和运行已经跨越了0多年的时间。哈勃望远镜的六个科学仪器能够对宇宙中的星系、星云、恒星和行星等天体进行观测和研究,收集到的数据为天文学家提供了宝贵的信息。哈勃望远镜的镜面直径为2.4米,它能够以极高的精度捕捉星系、星云甚至恒星和行星的图像,分辨率达到了0.05角秒。哈勃望远镜的巨型镜片的研磨和抛光技术至今仍未被其他国家超越,许多国家在建造自己的望远镜时也选择以哈勃望远镜为经验和模板,可以说它对世界天文学研究的贡献是不可估量的。
不过让人遗憾的是,哈勃望远镜的观测范围也受到了一定限制。它能够拍摄到几十亿光年千万光年外的星系,但却无法观测到距离地球48亿公里的冥王星,更别提在太阳系内的更小行星和彗星等物体了。这一方面是由于哈勃望远镜的有效口径大小限制了它的分辨率,另一方面则是由于瑞利判据的影响。
瑞利判据的影响瑞利判据是指望远镜解析天体细节的能力与其口径成正比,即口径越大,观测微小目标的能力就越强。这是由于当光线通过望远镜镜面时,由于在不同位置入射的光线长度不同,最后成像的情况也不一样。如果镜面只接收来自天体中心的平行光线,那么成像就会清晰,但如果光线投射的角度较大,镜面上就会出现模糊、扭曲的现象,这就会影响到望远镜的分辨率。瑞利判据指出,望远镜的分辨率大约为λ/D,其中λ是光波长,D是望远镜镜口的大小,分辨率越小,能够得到的详细信息就越多。
由于哈勃望远镜的有效口径仅有2.4米,而且受限于地球重力和环境等因素,未来巨型光学望远镜的建设也存在一定的困难,因此人们开始寻找其他的观测手段。
引力望远镜的提出除了光学望远镜外,科学家们提出了一种基于爱因斯坦广义相对论的观测方式——引力望远镜。引力望远镜是利用地球或者太阳的质量或引力产生的扭曲时空结构,放大远方光线的方法进行观测的。它的设计理念是将两个望远镜分别放置在不同的位置上,它们以一个光学干涉仪连接起来,通过测量伽利略变换下时间的差异,可以得到相应的光程,进而得到目标的高清影像。这一方法的关键在于找到一个好的对焦点和合适的距离,只要处理得当,人类就能够直接获得一个地球大小口径的望远镜,这将为天文学研究提供更多的数据和信息。
引力望远镜是一项非常有前途的研究领域,目前已经有一些计划正在推进中,例如美国的LISA计划,它是一个行星级引力波探测器,是目前人类所提出的最具有前瞻性、最复杂的科学仪器之一。引力望远镜提供了一种全新的观测手段,将为人类深入探索宇宙提供更加丰富的资源和工具。
个人总结哈勃望远镜是人类历史上最为成功和伟大的科学器械之一,它的运行和观测范围给我们带来了宝贵的信息和数据。然而,人类对于宇宙中还存在着许多未知和谜团,观测手段和技术的继续改进是必不可少的。发展万千的科学技术,让人类深入了解宇宙的奥秘是一项伟大的探索之旅,也是人类的历史使命。人们现在已经开始探索引力望远镜这一全新的技术手段,将为我们提供更加丰富的资源和工具,带领我们探索更广阔的宇宙,开启新的科学时代。