哈勃望远镜是个近视眼能拍几百亿光年远却看不清冥王星

我要新鲜事2023-10-10 21:11:460阅

哈勃太空望远镜是人类观测宇宙奇观的重要工具，已经飞行了30多年。它为我们捕捉到了遥远宇宙中的壮丽景象，拍摄到了距离我们几千万光年甚至几十亿光年的星系。然而，令人奇怪的是，尽管哈勃可以看到这么遥远的星系，却无法清晰地拍摄到距离我们只有几十光年甚至冥王星这样的系外行星。

很多人可能认为这其中涉及到复杂的宇宙规律，但实际上答案比想象中的简单。哈勃可以拍摄到远方星系，但无法清晰地拍摄到冥王星，主要是因为它们的角直径或视直径不同。

你可能对角直径这个术语不太熟悉，但在天文学中用它来描述目标天体的大小。一般来说，月亮在我们的视野中的角直径约为0.5度。这意味着，如果我们将视野的360度空间划分为720等份，那么月亮将占据其中的一个等份。

在距离地球254万光年的仙女座星系的情况下，它的角直径却达到了3度，相当于满月的6倍。这是因为仙女座星系虽然距离很远，但它的直径达到了22万光年，所以哈勃望远镜相对容易地拍摄到它，甚至可以通过多次曝光合成一个几十亿像素的仙女座星系图像。

相比之下，在距离地球38万公里的月球上，角直径仅为0.5度，比月球体积还小。而在距离地球48亿公里的冥王星，角直径只有0.11角秒。在1度等于3600角秒的情况下，我们可以清楚地看出冥王星在哈勃望远镜的视野中有多小。

因此，直到2015年新视野号探测器掠过冥王星，人类才获得了冥王星的高清图像。在那之前，冥王星的形象一直都是模糊不清的。即使在哈勃望远镜升空之后的今天，它仍然无法对冥王星进行高清拍摄。因此，向太阳系外部发射探测器仍然是非常必要的，而我国正计划着这样的任务。

回到哈勃望远镜的分辨率问题上，即使在现代技术的水平下，哈勃望远镜仍然是一项精密的设备。它的巨大镜片的高精度研磨和抛光，目前世界上没有第二个国家能够做到。唯一限制哈勃观测能力的，就是物理规律本身，即瑞利判据。

瑞利判据很简单，它指的是望远镜解析目标细节的能力与其口径成正比。也就是说，望远镜的口径越大，观测微小目标的能力就越强。哈勃太空望远镜的有效口径是2.4米，而不是2米，这使得它成为了一项伟大的观测工具。尽管哈勃望远镜在观测遥远星系方面取得了巨大成功，但由于它的设计和观测能力的限制，它无法清晰地拍摄到距离我们比较近的天体，如冥王星。

然而，之前提到的是哈勃望远镜的瑞利判据，这是用来描述望远镜分辨率的一个基本原理。瑞利判据指出，望远镜的分辨率取决于它的口径和观测波长。较大的口径和较短的观测波长可以提高望远镜的分辨率，从而使其能够观测到更小的细节。

哈勃望远镜的口径虽然比一些地面望远镜大，但相对于观测冥王星这样的小天体来说，仍然显得有限。此外，哈勃望远镜主要设计用于观测遥远星系和星云，而不是太阳系内的行星。因此，它的观测能力在观测行星和其他太阳系天体时受到一定限制。