物镜40mm看月球什么样,天文望远镜究竟能看到什么能看多远( 二 )


如果月球上站着一个人,用地球上最先进的望远镜能不能看清楚这个人?
当然不可以了啊,试想一下,如果望远镜真的有能力看到月球上一个人大小的物体,那么月球上的很多秘密不就被解开了吗?照这样的话,美国登月的痕迹也可以看得一清二楚了 。这个问题其实没有那么难,想要看清这个人,那么很重要的一点就是望远镜的口径得足够大才行,而望远镜的口径需要多大呢?下面就一起来看看计算过程吧:月球跟地球的平均距离为38万公里,假设此时月球上站着一个人,设他的身高为1.8米 。
这里其实有一个很简单的经验公式,那就是:目标物体的长度/距离=1.22×波长/望远镜口径 。这里的波长指的是可见光,可见光的波长在380nm~780nm,为了使望远镜的口径尽可能小,那么这里的波长就得取最小值 。所以数据都有了,物体长度1.8m,波长3.8×10^-7m,月地距离3.8×10^8m,计算可以得出望远镜的口径为96m 。
这个数据究竟是一个什么概念呢,也就是说这个望远镜面积相当于1.3个标准足球场的面积,而这么大的望远镜,镜片制造的难度,简直难以想象 。有人说我国的FAST望远镜不是口径有500米吗?远远大于96米,怎么可能看不见这个人呢?但是遗憾的是,FAST是射电望远镜,这就意味着它只能接受射电,而人体不会辐射射电,只会辐射红外线,所以FAST是看不见的,想要看得见,只能用传统的光学天文望远镜 。
但是世界上最大的光学望远镜也不可能做到如此大的口径,世界上最大的光学望远镜口径只有39米 。而如果想制造出口径如此大的光学望远镜的话,首先不说制造的难度,这么大的镜片,在自身重力的作用下就会发生变形,而且由于地球大气层的折射作用,看东西会很模糊 。只有放在外太空才可行,但是体积这么大的镜片,怎么可能往天上运输呢?所以月球上的人用望远镜是看不清的 。
既然哈勃望远镜可以看到几亿光年之外,那么用它来看月球,火星可以有多清晰?
答:并没有大家想象得那么清晰,哈勃望远镜观测月球,大约只能看清50米大小的物体 。哈勃太空望远镜,是人类目前服役中最强大的可见光望远镜,我们看过的很多遥远星系的漂亮图片,都出自哈勃太空望远镜 。而这些遥远星系,动不动就远在几亿光年、几十亿光年之外;那么肯定有人会想,如果用哈勃望远镜观测月球,分辨能力会不会超强?答案是否定的,哈勃望远镜拍摄过月球,图片如下:该图片的分辨率,大约能区分出50米大小的物体,再小的就无法进行分辨 。
月球距离地球38万公里,该分辨能力相当于在北京观测位于上海处,大小0.16米的漫反射物体(相当于一部6英寸手机大小),这已经相当厉害了!之所以限定为“漫反射物体”,是因为如果物体是发光源,那么可以在更远的距离上看到;好比我们在光线较弱夜晚,很难看清10米处的物体,但是在500米外燃着的蜡烛却很容易被我们发现 。
【物镜40mm看月球什么样,天文望远镜究竟能看到什么能看多远】哈勃望远镜也是这样的,当对焦距离较远时,望远镜的通光量大大减小,对不发光物体的观测能力大大降低,但是对于发光物体还具有很高的观测能力 。对于哈勃望远镜的拍摄的图片,我们需要认清几个事实:(1)数千万、数亿光年之外的星系,每个像素对应的实际尺寸,都有数十光年;(2)星系中存在大量的恒星,这些恒星都是较强的发光源,无数这样的发光源提高了星系的绝对亮度,也大大提高了哈勃望远镜对它们的观测能力;(3)哈勃望远镜对天体的观测能力,取决于相对距离和天体的绝对亮度,并不是距离一个因素决定,其中“亮度”这个因素很容易被人忽略;如果知道了以上原理,就很容易明白哈勃望远镜能观测数十亿光年外的星系,但是对月球的观测能力很有限;不过,哈勃望远镜观测月球,也比地面上的其他可见光望远镜强很多倍 。

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