03.04 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?

澳巴梅杨


天文望远镜,主要分为射电天文望远镜以及光学天文望远镜。

射电天文望远镜可以清楚看到月球上的人,但是属于红外线成像,因此只能看到人体的热成像,不能够清除看到人的具体细节。

光学天文望远镜不能清楚看到月球上的人,但是所有先进的光学望远镜都不是直接成像,经过后期处理,可以大致还原月球上人的细节。

天文望远镜怎么看到月球上的人?

地球距离月球38万公里,天文望远镜能否看清月球上的人类,主要取决于望远镜的直径,计算公式如下:

观测人类的身高÷地球与月球的距离=1.22×可见波长÷望远镜直径

宇航员由于装备较多,体型较大,身高约为2米,可见波长为380纳米。

根据上面的公式就可以得到观测月球人类的天文望远镜所需直径:

望远镜直径=1.22×可见波长(380纳米)×地月距离(38万公里)÷人类身高可得直径为86m

这意味着只要天文望远镜的直径达到86米,即可清楚看到月球上的人类。

宇航员在月球上目标明显,并且体型较大,因此观测需要的望远镜直径会比计算所得略小。

最先进的射电天文望远镜——中国天眼

中国天眼的望远镜直径,达到了500米,远远大于计算所得的86米,因此天眼望远镜可以清楚捕捉到月球上的人类。

但是中国天眼属于射电望远镜,不能直接光学成像,只能看到月球上人类的热成像。

中国天眼单口径达到500米,总面积接近20万平方米,是世界上最大口径、最灵敏的射电望远镜!

中国天眼捕捉月球上的人类,可以说绰绰有余。

最先进的光学天文望远镜——智利E-ELT望远镜

智利ELT望远镜,建造在智利的阿塔卡马沙漠的高原上,这里气候干燥,常年无雨,万里无云,非常适合进行天文观测。

而智利ELT望远镜的主镜直径达到42米,距离计算所得86米相差一倍左右。

但是这并非表示ELT无法看清月球上的人类。

光学天文望远镜,除了有主镜,还有多个辅助望远镜,主镜用于捕捉目标,形成大致影像,而辅镜就可以辅助观测,帮助后期成像,从而达到最佳效果。

智利ETL的建造目的,是以观测火星为主,为人类登陆火星奠定基础,观测月球相对还是很轻松。

NASA月球最清晰照片

事实上,智利ETL还没有建造时,NASA就利用光学望远镜搭配合成技术,完成了2.4万像素×2.4万像素的超高清月球照片,可以说月球上的小石子都能看清。

虽然是后期合成照片,但是却可以非常真实的显示月球的表面特征。

而在近期,NASA公布了人类在月球上的全部“垃圾”。

在人类遗留在月球的垃圾中,NASA甚至找到了阿波罗计划中,宇航员留下的全家福照片。这对于光学天文望远镜来说,是不可能看清楚的东西,但是通过后期合成都可以轻松还原。

先进的天文望远镜,想要看到月球上的人类绰绰有余

世界上先进的天文望远镜,都并非一个望远镜孤零零的工作,基本全部的天文望远镜都包含多种成像模式以及多个望远镜配合主镜全面观测。

这对于提高成像精准度大有帮助,并且可以节约望远镜的镜头耗资以及占地面积。

自从NASA公布月球超清图后,普通人也可以清楚的研究月球地貌。更不用说在天文望远镜研究工作的人员。

月球正面的表面基本是公开的秘密,真正神秘的是月球背面,永远不会向地球展示。不过嫦娥四号也已经登陆月球背面,并且获得了月球背面的近地照片~


蒜头聊科学


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。


镜像科普


看到这个问题和众多小伙伴们的回答我莫名一笑,可能是我想歪了,于是乎我便准备一本正经的胡说八道了。

我就简单的说两点这个问题的答案,毕竟自己个理解能力有限。

01

首先我不知道看清楚的程度是怎么个范围,就当是色彩分明吧,所以首先不黑黑人大兄弟,特别是穿黑衣服的黑人大兄弟。

再个假设在地球上能用最先进的望远镜看清楚月球上站的人,那国家就基本不需要每年花那么多资金备战月球计划,多建几个最先进的望远镜蹲自己家门口守着就行了,除了地球上看不到的那些区域,其他地方都跟装监控似的。

真能看的清楚就不会有那么多人现今还质疑美国登月事件,直接站地球看看有没有拖鞋印子和花里胡哨的旗子就知道了。

02

对于能不能看清楚一个人要看观察者的位置,这个是大家都知道的,那么这个问题的答案就迎刃而解了。

所以只要在世界最先进望远镜能看清楚的范围内出现的人,就能看的清楚。因此相对于月球上的人,只要世界最先进的望远镜能存在在这个范围的任意地方,就能看清楚,甚至不需要最先领的望远镜!

科学不仅要严谨也得开心,小伙伴们勿喷,大家一起来开心的开脑坑吧。


脑坑科学家


答:如果这个人被光源照射的亮度很高,那么光学望远镜有可能看到这个人,基本就是一个亮点,无法分辨这个人的细节;如果不被照亮的话,可见光望远镜根本无法看到他。


光学仪器能否看到物体,取决于物体的亮度;能否看清物体的细节,取决于望远镜的分辨率。

望远镜可以对远处物体进行聚焦,其分辨极限为对应波长在望远镜中的成像正好不发生干涉;理想情况下,望远镜分辨率由瑞利判据给出:

其中λ为波长,d为望远镜直径,分辨率为物体尺寸/目标距离;可见光(380~780nm)我们取400nm,日地距离38万公里,人的身高1.7米,可以计算出:

d≈103米;

也就是说,在可见光波段,地面上要想分辨月球表面的一个人,最少都得100米口径的光学望远镜,而在这100米口径的望远镜中,月球表面的人至少为两个像素。


要想进一步看清细节的话,分辨物体的尺度需要进一步降低,比如要把人的四肢和躯干区分出来,可以取手掌宽度约10cm,对应望远镜口径为1500米,此时人的手掌在望远镜中大约为一个像素。

目前世界上最大的光学望远镜口径不过几米,在建最大光学望远镜是美国的tmt,观测波长为310nm~2800nm,口径有30米,还远远不足以区分月球表面的人。


我国FAST口径为500米,可以观测更短的波长,理论上可以分辨出月球表面的人体尺度,但是人体本身不会发射射电波段,所以FAST是看不到人体的。

人体会自发辐射红外线,但是红外线的波长较长,同样口径的望远镜下,红外线望远镜的分辨能力,会比可见光望远镜的分辨能力差。


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艾伯史密斯


以现在最先进的望远镜标准来看,不能耶。

对于光学望远镜来说,在我们衡量能不能看清远处的某个物体时,当物体的大小确定,距离确定,那么最关键的一个决定性因素是——望远镜的口径。

口径的大小,能够决定视野的大小和清晰度,口径越大,视野越大,看到的像也就越远越清晰。不考虑价格和重量的情况下,望远镜的口径越大越好。

也有一个公式来计算被观察物体和望远镜口径之间的关系:

目标物体的长度/距离= 1.22 x 波长 / 望远镜口径

假设是要看个月球上1米8的汉子,那么带入地月距离、可见光波长之后,算出的望远镜口径是96米。

96米的直径差不多相当于30多层楼那么高了,这么大口径的望远镜,目前人类还诶有能力制造出来。

现在全球范围内比较先进的几个望远镜,包括加那利大型望远镜(GTC),大双筒望远镜(LBT),口径都只有10米左右。

而在“极端巨大望远镜计划”当中在建的几口望远镜,最大口径的欧洲极大望远镜,口径也还不到40米。。。。这口光学望远镜(E-ELT)选址在智利的阿马索内斯山,预计2022年建成,2024年才正式启用,它的口径是39.3米。

就……离100米口径还差得远呢,完全看不清!

其实想想也能够知道,如果仅靠光学望远镜就能看清月球表面上和人差不多大小的物体,那我们根本就没有必要发射探测器去太空探测月球表面的各种地形地貌了呀,在地球上用望远镜看看就可以了。

希望我的回答能够帮助到你,觉得有用的话就点个赞吧嘻嘻。


不吃肠的大肠


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?

我们地球上最先进的望远镜是哪个?当然是口径最大的那个,那么是哪台呢?这又是另一个问题!但我们知道哈勃望远镜倒过来看月球大概只能看清楚月球上直径约50M左右的物体,而且那个物体在如此口径(约2.4M的RC镜)的解析下,依然只是一个点!

当然按口径算哈勃并不是最先进的,但它的观测条件是最佳的,没有白天黑夜的影响,也不会有地景遮挡,更不会有大气扰动的影响!当然我们不可能一个个去测试,计算下即可知道看清一个1.8M左右的人需要多大的口径:

目标物体的尺寸/望远镜与目标之间的距离= 1.22 x 波长(可见光或者CCD感光波段) / 望远镜直径

目标算他躺着,那样可以节省一些口径,按1.8M算

地月平均距离38.4万千米,可见光波长:550nm

这是一个很简单的比例公式,计算后望远镜口径大约为96M!

我们很清楚,即使是39.3M的ELT望远镜,也要到2022年才能完工,现在根本就没有那么大口径的望远镜!而且计算过程忽略大气扰动影响!

以上这些,大都还建设中或者规划中!

这是欧洲极大望远镜的规模,达到了史无前例的39M,这是人类制造过的最大的光学望远镜!

这是和大笨钟的大小对比,可见这个望远镜实在令人震撼!

也许只有躺着望远镜的尺寸还能小点,如果站着或者斜着投影,那么望远镜的口径将会急剧增加,比如从1.8M躺着到站着0.5M,那么可以相信在未来100年内人类不会规划如此大口径的望远镜!还不如在月球上装个摄像头成本低!


星辰大海路上的种花家


不能。无论通过人类目前在用的哪款天文望远镜,都不可能看到月球表面上站着一个人。

天文望远镜的分辨能力由口径决定,口径越大,分辨能力越强,能够看到的物体也就越小。具体来看下如下的公式:

其中Δφ为分辨角、l为观测目标的长度,d为目标的距离,λ为入射光的波长,D为天文望远镜的直径。

为了计算出天文望远镜看到月球上的人至少需要达到多大的口径,这里假设距离d为月球近地点时的距离,大小为36.26万公里。再假设观测角度是从侧面看过去,而不是从头顶看过去,并假设站在月球上的人的身高为1.75米。λ取值为550纳米,这是人眼最为敏感的可见光波段。

通过计算可知,对应的天文望远镜直径约为139米。即便用波长更短的近紫外波段,所需的口径仍然超过90米。目前地球上单口径最大的光学望远镜是加那利大型望远镜,其直径为10.4米(哈勃主镜只有2.4米),远低于上述的计算结果。

就算人类拥有直径高达100米的光学望远镜,也只能把站在月球上的人看成像素点,无法分辨出这个人的具体细节。如果想要看出是个人影,口径还要再大数倍。在可见的未来,人类很难造出如此巨大的光学望远镜。

正因为如此,人类才需要月球探测器飞到距离月表几十公里的地方进行观测。但探测器的载荷有限,它们的相机成像能力也是有限的。下图是月球勘测轨道飞行器在绕月过程中拍摄到的阿波罗16号登陆点遗迹:

虽然探测器距离月表很近,但仍然很难看清楚位于月表上的登月舱,尽管登月舱的体型比人类大得多。


火星一号


并不能看见月球上的人!

原因很简单,地球上没有这么大口径的光学望远镜,加上地月距离很远(相对来说),人的的大小又有限,所以看不到!

事实上,望远镜能否看清一个东西取决于三个因素,距离,物体的大小,还有望远镜口径!而距离和物体大小通常是固定的,所以基本上就能否看清就取决于望远镜的口径!

而能看清多大的物体有一个简单的计算公式:目标物体的长度/距离= 1.22 x 波长 / 望远镜直径。根据这个公式,可以计算出假如一个身高1米8的人在月球上,需要一个口径直径近100米的望远镜才能看到!而目前地球上最大口径的望远镜还不到40米!

而月球是距离地球最近的星球,如果想看到更远星球上的细节,理论上需要更大口径的望远镜,甚至口径会超过地球太阳直径,甚至更大!显然是不可能的!

这只是理论上分析的,实际上即使有100米口径的望远镜,在地球上也看不到月球上的人,人发射的光太微弱了,根本不足以穿透地球大气层,收集不到人体反射的光,当然看不到月球上的人了!


宇宙探索


其实并不能,实在太小了。

如果看得到,我们还需要登月做什么?

实际上,对于人类航天事业来说,登月一直都是很艰难的,但我们还是想办法去登月,是因为这有利于人类去研究,如果我们现在仅仅依靠望远镜就能够看到月球表面,我们也就不想着登月了。

如果非要用一个望远镜就看到,至少这个望远镜的口径要够大,大概要100米左右的口径。

这里要强调一下,这是口径100米左右的光学望远镜,而不是射电望远镜,射电望远镜只能接收射电信号,而人是没办法辐射射电的,人辐射的是红外线。目前最大的光学望远镜的口径只有39米(欧洲极大望远镜),所以,肯定是看不到了。

几台一起用起来行不行?

其实最近,我们拍到了黑洞的照片,黑洞其实用一台射电望远镜也是实现不了的,科学家用的是位于全球不同位置的八台望远镜同时观测,最后完成了这项任务。

所以,我在想,是不是有可能调动全球的光学望远镜来拍摄月球上这个人,是不是就有可能实现呢?

如果是这样的话,那就一定要确保人辐射出来的红外线要足够多,其次,光学望远镜的距离越远越好,并且参与观测的光学望远镜要越多越好。


钟铭聊科学


我直接给出答案吧,计算过程在下面。人类目前最先进的光学望远镜是看不见月球上的人的。

其实看见一个远处的东西主要考验望远镜的口径。


为了简化问题,我们可以把空气的影响忽略不计

其实望远镜看见远处的东西的分辨率和望远镜的口径、物体与望远镜的距离、被观察物体的大小等这三个因素有关。

其实三者的关系用一个公式就摆平了。

这个公式就是:目标物体的长度/距离= 1.22 x 波长 / 望远镜直径。

如果我们把月球上的人看做是身高1.8米,则目前物体的长度可以记作1.8m;


地球距离月球距离3.8×10^8m,于是公式中的距离就是38万公里。

波长就是可见光,范围大约在380nm~780nm。

为了尽量使望远镜口径小,我们取把波长取380nm(3.8×10^-7m)。

于是公式就只剩望远镜口径唯一一个未知数了。

望远镜口径=1.22×波长×距离/目标物体长度

=1.2×3.8×10^-7m×3.8×10^8m/1.8m≈96m

理论上,只要望远镜的口径达到96m就可以看见月球上的人。


当然中国的fast射电望远镜口径500m,“看见”月球上的东西还是可行的。但是fast一般情况只能接收射电,也就是70~3000mhz的波,但是人体主要辐射红外波,并不会发出的射电。除非这个人穿了一个可以发射微波的衣服,那就可以看见了。


如果只想看到可见光的影像呢?

那就只能用光学天文望远镜,目前世界上最大的光学望远镜在智利阿塔卡马沙漠海拔3000米的山上,口径39米。


距离96米口径的望远镜还差了一倍多,没有希望可以看见月球上的人。


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