哈勃望远镜能看那么远,那为什么不直接这样观察星球?

终于有机会回答一次。简单地说一下

星光其实非常暗淡,如果放大倍数不够,你看到的就是一个亮点,那就没有意义。如果去放大观测,那么就非常暗!普通的星空摄影和包括哈勃望远镜的摄影,其实都是用“光积累”的原理,通过对准一个天体或者一片天空的长时间拍摄,将一个时间段(可能是几分钟到几个小时以上)的星光积累起来,才能看到明显的星空或者天体照片。甚至大多数时候都必须用软件后期处理,消除杂光,提高亮度,甚至增加颜色。还有很常见的星空摄影后期处理是把对一个星体或者方向拍摄的很多张长时曝光的照片再次全部叠加起来才能获得该拍摄对象的明显图像。对于在地球上的拍摄者来说,几分钟以上的长时间曝光会受到地球自转的严重干扰,拍出来的星星不是一个个点而是一条条弧线。这就还得用到赤道仪来挂着相机,并按照地球自转方向的反向旋转。所以总结地说,星空摄影都是长时间曝光的产物,哈勃望远镜也一个道理。所以人类是不可能用望远镜实时看到星光照片的效果的。因为星光太暗太暗太暗了。不过有些大的景观还是能看,比如在光污染很少的地方看银河,这个是可以看到的。但是你想看到长时曝光照片里那种绚烂的场景是完全不可能的。肉眼看银河也只是蒙蒙的一层雾一样,能看到就不错了。星空摄影非常烧钱,跟玩儿单反一样,你能做的除了出去拍,就是买设备。而且这东西没有尽头,你就算把哈勃买下来,其实还是有太远的你不能拍的天体。

说句玩笑话,一次深空摄影,终生戒深空摄影,为了大家的人身和财产安全,请远离深空摄影,嘻嘻

亲们看完了下面哈勃拍的照片,来告诉我,心痒了吗?要不要来一套深空摄影十万元入门设备套装?

哈哈我不是卖设备的,只是调侃一下






自1990年4月24日升空以来,哈勃望远镜已经拍摄了无数张迷人的星空图片,在2016年3月4日,哈勃还拍到了134亿光年之外的古老星系,刷新了人类观测距离的记录。

哈勃望远镜能看那么远,那直接这样观察星球怎么样?其实,尽管哈勃望远镜性能优越,但拍摄太阳系内的行星卫星并不是它的强项,它在这方面做得还不如近距离掠过的探测器。

我们以火星为例来进行说明。根据哈勃望远镜的分辨率(0.05角秒),以及哈勃望远镜到火星的距离(取最近的距离5600万千米),我们可以计算出在哈勃望远镜拍出的最清晰的火星图片中,一个像素相当于火星上的13公里。这种分辨率足以碾压几乎所有地球大气层内部和近地轨道上的望远镜,但这相对于火星探测器来说,还是太弱。火星勘测这轨道飞行器距离火星地表只有300千米,在如此近的距离下,它拍摄火星表面的分辨率是甩了哈勃望远镜好几条街了。火星勘测这轨道飞行器携带的相机的分辨率只有0.2角秒,一个像素对应0.3米,与哈勃望远镜差了好几个数量级,这就是距离的优势。

时间进入21世纪的今天,太阳系的八大行星、主要的卫星、各矮行星以及主要的小行星,都已经有探测器环绕拍摄或者近距离掠过拍摄,得到的图像也远比哈勃望远镜拍摄的清晰许多。所以,哈勃望远镜在这个领域已经没有用武之地了。

川陀太空

20170824

望远镜能看清的最小空间大小,我们称为角分辨率。比如,一架望远镜能看清的最小的角度是1度,这就意味着它只能看清远处垂直方向张角1度的物体。我们在量角器上,看到一度是非常非常小的。但是,如果延伸一下呢?

1米外,1度对应的物体是1.7厘米大小,1千米外,1度对应的物体就要有17米大小。也就是差不多6层楼那么高。

如果是太阳到地球那么远,1度对应的大小是多少呢?那就是两个太阳直径那么大。

所以,我们量角器上看到的那么小的一度,放在空间中就非常大了。

事实上,望远镜的角分辨率跟口径有关。望远镜口径越大,最小分辨角度也就越小。这个数值跟进入望远镜的光的波长也有关系。波长越小,分辨的角度也越小。用我们人类眼睛最敏感的黄绿光(440纳米波长),观测的时候,如果是我们普通业余的8厘米口径望远镜,那么我们能看到最小的角分辨率是1.75个角秒。一个角秒有多大呢?就是量角器上1度,分成3600份。用这样的望远镜,看太阳,可以看清楚太阳表面千分之一大小的细节。

回到哈勃空间望远镜,它的直径是2.4米,换算成最小角分辨率为应该为0.06个角秒。因为光学设计等综合原因,哈勃空间望远镜,最后的空间分辨率是控制在0.1角秒左右。而冥王星,如果我们用量角器量,对应有多少度呢?0.08个角秒。也就是,在控制的非常非常好的情况下,哈勃望远镜才正好看到一点冥王星的图像。事实上,在哈勃望远镜的图片上,冥王星也就几个像素。

而更远处的各类星星,在哈勃望远镜里,就只剩下了一个点。

实际上这是个量子问题,光量子数量,任何恒星发射的光量子数虽然很庞大,但是也是有限的,可能一颗遥远的恒星光子到达地球时已经不多,但是你就用那么大个镜头能捕获对少量子,获得的信息也就少了,这就是为什么射电望远镜更远的原因,是面的放置锅,

哈勃望远镜最大的优点是看远处的发光物体,恒星和星云物质,这些是传播能量的发光体。直接观察它们的细微差别,仍然受时空的限制,看不到它们的真实面貌,有作者拿火星来比较,哈勃捕捉到的画面是一种模糊的像素,跟火星探测器近距离拍摄的画面不是一个级别,存在物理上无法解决的问题,就是缩短时空的问题,所以哈勃望远镜不能直接观测察星球。

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