望遠鏡可以看到億萬光年遠的恆星 為什麼看不清太陽系星球的細節


望遠鏡可以看到億萬光年遠的恆星 為什麼看不清太陽系星球的細節


這沒有什麼奇怪的。你能夠看到1.5億公里遠的太陽,但能夠看清10米遠的一隻蚊子腿嗎?

你可以看到500米遠的一棟高樓,但能夠看清高樓牆體上的一塊磚嗎?這就是人眼的分辨率,不管通過外加條件,比如望遠鏡,把人眼的分辨率增加多少倍,但這個性質還是沒有變,不同數量級的距離或者物體大小,是不可以類比的。

天文望遠鏡也是如此,天體越大越亮距離越近,望眼鏡就能越能夠搜尋到,看到的情況就會更清楚。

越大分辨率越高的望遠鏡就能夠搜尋越遠的天體,但觀測太陽系外恆星不比觀察太陽系內的行星,距離完全不是一個數量級,絕大多數恆星不管用什麼望遠鏡看,也只能看到一個光點,連圓面都看不到,更別談什麼細節。

有些還要通過引力透鏡放大很多倍,人類才能夠觀測到。一顆後來被命名Lensed Star 1的恆星,距離我們90億光年,就是這樣被發現的。但儘管這顆藍超巨星被MACS J1149+2223星系團引力透鏡放大了600倍,科學家們觀測到的也只是幾個光點(被引力透鏡折射出4個光點)。

望遠鏡可以看到億萬光年遠的恆星 為什麼看不清太陽系星球的細節


人眼的視角是有極限的,最小視角為1角分,而絕大多數的恆星再怎麼放大也不能達到人的視角最小極限。

這個可以用公式來表示:

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其中α表示視直徑,R表示物體的半徑,d表示物體的距離。

太陽系外的恆星畢竟距離我們太遠了,距離我們最近的恆星半人馬座a星的比鄰星,也有4.22光年。

這些恆星相對於人眼的視角太小了,即使望遠鏡放大幾百倍上千倍,其視直徑仍然小於人類最小視角的分辨率。當視直徑小於1角分時,物體就只有一個點,無法形成圓面,人類眼睛就無法分辨其細節。

光學望遠鏡得倍率是有極限的,不可能無限增加。因此只有距離不遠又比較大型的恆星,比如像紅超巨星“參宿四”,質量為太陽的19倍,直徑為太陽的500多倍,距離我們640光年,才能通過恆星干涉儀直接觀測到一個圓面。

而絕大多數恆星不管用什麼望遠鏡觀測,都只能是一個小光點。

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所以,人類雖然可以看到幾百幾千幾萬幾億幾十億光年外的恆星,並不是能夠看到細節,而是隻看到它的存在。

科學家們可以通過光譜、紅移、視差、引力攝動等各種方法,預測和估算出它們的大小和質量,因此對遙遠的恆星也會有許多的瞭解。

這樣可能給人們造成了一定的錯覺,認為這麼遠的恆星都瞭解得這麼清楚,怎麼看不清更近一些的星球?其實並沒有看到這些恆星的細節,網絡上的那些圖片絕大部分是想象概念圖。

題目所說的1光年星球根本不存在,1光年還是在太陽系引力範圍內,那裡只有一個猜想的奧爾特雲,科學界估計那裡是彗星的彙集地,不斷的有新的彗星在那裡誕生。

現在冥王星被除名行星隊伍,太陽系已知距離最遠的行星是海王星,距離我們約45億公里,只是1光年的2100分之一,也只能看到一個小球,幾千公里大的風暴只能看到一個小疤痕。

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由此我們應該認識到,太空太廣袤了,廣袤得完全不能以我們地球視角來感受和衡量。

就像我們看到的恆星,每秒鐘都在高速運動,而且一秒鐘都是幾百公里的速度,幾千年過去了,古代看到的北斗星還是那個北斗星,似乎就沒有什麼變化,這是為什麼?

就是因為它們距離我們太遠了,遠的超乎我們的想象,在我們認知中很巨大的變化,對於這麼遙遠的距離來說比例太小了,小得肉眼看不出來,只有用精密儀器才能測量出來。所以人類把它們叫做“恆星”,恆久不變。

這就是天體運行,人的一生對於恆星演化和運行來說完全可以忽略不計,我們知道我們的渺小,才能理解天地之大,才能夠用更廣闊的視野來了解宇宙。

時空通訊觀點,歡迎點評討論。


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