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天文望远镜可以看到数十亿光年外的星系,为什么看不到一个星球的表面?

2021-9-5 22:00| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 13481| 评论: 0

摘要: (加微信yzts111111/QQ群1145693748,进微信群/QQ群一起探索宇宙奥秘)能不能看到星球表面,关键还是这个星球距离有多远。这个问题所谓“星球表面”有些模糊,不准确。月球算星球吗?火星算星球吗?木星土星算星球吗? ...


(加微信yzts111111/QQ群1145693748,进微信群/QQ群一起探索宇宙奥秘)



能不能看到星球表面,关键还是这个星球距离有多远。


这个问题所谓“星球表面”有些模糊,不准确。月球算星球吗?火星算星球吗?木星土星算星球吗?太阳算星球吗?

这些通过大型天文望远镜,都能够看到表面。

还有所谓“表面”也很含糊,是要求什么样子就算看到表面呢?

看到一个球面算不算?如果算,以上说的这些星球都算看到了表面了。如果要看清楚星球上一个砂砾的样子,目前还没有什么望远镜能够看清楚,即便是月球表面,也无法看清楚上面的砂砾,

这就像我们在地球上看物体,我们能够看到几十公里的一座山,看到10公里的一颗大树,看到几公里外的一座高楼,但能够看清楚10米远的一只蚂蚁吗?能够看到手掌上一个细菌吗?


人眼看到物体是由物体的光度、大小,远近所决定。


越大的物体,就可以更远看到,物体近,就可以看得清一些。但这个大和小,远和近也是相对的,关键还是在我们眼睛视角的极限。

人眼之所以看到物体,是因为物体有光。越亮的物体,就能够更远看到,即便看不到物体的面,也能够看到它发出的亮光。

人眼睛里的感光细胞,只能够看见可见光。可见光是电磁波的一小段波段,波长在0.38~0.76um之间。

人眼的分辨率,与可见光波长、眼睛结构有密切关系。

我们知道,一个圆圈是360度(°),1度是60角分(′),1分是60角秒(″)。

人眼的最小分辨角(角分辨极限)教课书表述为:U=0.610×λ/R=0.610×(5.5×10~(-4)/1) =3.35×10~(-4)rad=1.15′≈1′

式中R为人眼瞳孔在正常照度(约50勒克司)下的半径,约为1mm;λ为光波中人眼最敏感的黄绿光的波长5.5×10~(-4)mm。

这就是说,人眼识别物体的最小分辨角约为1’,这也说明,距离越近的物体,进入人眼的角度就越大,而越远的物体,角度就越小,更远了就没有角度了,怎么能够看到呢?


人类的眼睛只能够看到1′大小的物质,这个物体有多大呢?


科学界定人类有一个明视距离,就是正常人的眼睛观察近处小物体最方便、习惯的距离,这个距离约25厘米,能够看清0.073毫米的两个物点,这是人类正常眼睛的分辨极限。

如果在远一点,这个0.073毫米的两个物点就无法区别了。大的物体也是一样,到达一定距离,就无法分辨出它的面了。

人们为了弥补眼睛视距的不足,就发明了望远镜。这些望远镜在人类观察远方事物以及天体起到了非常大的作用。

天文望远镜的口径在很大程度上决定了其极限分辨角(还有一个影响因素是观测波长),具体可以通过如下公式来计算口径:

口径=1.22×波长×距离/观测物体长度

举个例子,如果要观测到4.2光年外的比邻星b表面上一个直径100公里的物体,天文望远镜的口径就要达到242公里。而如果要看清那上面有没有生物,所需的望远镜口径则要远大于242公里。对于光学望远镜,无法做到上百公里的直径,即将建成的最大光学望远镜的直径也只有39米。

宇宙天体距离都太远了,除了太阳系以内的天体,最近的恒星系统都在4光年以上,用最大的望远镜也无法放大到人眼能够接受的视角,也就是达不到1角分,因此人们只能够看到一个亮点。

观察天体如果能够看到一个圆面,就说明这个天体进入人的视网膜还是有角度的,就一定程度的看到了这个天体的表面。


现在即便用最强大的望远镜,看到的恒星也基本都是一个亮点。


据我所知,只有参宿四能够看到一个圆面。

这是因为参宿四很大很亮,其直径约太阳的近千倍,亮度是太阳的10多万倍,而且距离我们只有640光年。

虽然看不到恒星的圆面,但由于一些天体亮度很高,能量很大,因此它们的光芒会发射到很远很远,在通过引力透镜放大效应,人类就看到了100多亿光年的星系或天体了。

科学家们凭着这些天体的光变以及射线研究,就能够得到天体的一些基本情况。

人类还无法看到太阳系外任何一颗行星,只能够通过凌日遮光和引力摄动发现并研究这些天体。

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