天文望遠鏡為什麼越建越大?除了看得更遠以外還有什麼優勢嗎?

目前在建的三個極大望遠鏡,以及聽說還有100米望遠鏡的計劃,為啥天文望遠鏡越建越大?


感謝知友的指正,拋物面反射鏡代替球面鏡是消除球差,已修改!

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蟹妖~無論是光學望遠鏡還是射電望遠鏡,口徑都是王道。題主描述的應該是在建的大型射電望遠鏡,現今正朝著幾百米級的程度邁進。通俗點說,口徑越大,集光里越強

阿雷西博天文台射電望遠鏡射電望遠鏡的拋物面天線將投射來的電磁波被一精確鏡面反射後,同相到達公共焦點。用旋轉拋物面作鏡面易於實現同相聚焦。因此其口徑越大,收集電磁波,脈衝信號的能力越強,可觀測的精度就越大。為了探測到極其微弱的電波,有必要把望遠鏡的口徑越做越大。天文望遠鏡的極限解析度取決於望遠鏡的口徑和觀測所用的波長。口徑越大,波長越短,解析度越高。

42寸道布森望遠鏡
光學望遠鏡同理。以上圖這台dob為例,「炮筒」底部是一塊拋物面反光鏡,用來收集空間中的可見光,並將其集中到一點,通過一小塊和主軸呈45度角的平面反射鏡反射到目鏡視野中,再由目鏡放大進入人眼成像。

這塊拋物面(最初是球面鏡,為了儘可能消減球差,改良為拋物面)反射鏡的口徑越大,收集的光線越多,成像質量就越高。射電望遠鏡接收的電磁波信號,波段要遠遠比可見光寬得多。上世紀的宇宙空間四大新發現:類星體、脈衝星、微波背景輻射和星際有機分子(號稱宇宙F4)的發現,都有賴於射電望遠鏡。而為了探索到宇宙的更深處,獲悉更多細節,這些觀天巨眼的尺寸就要一天大過一天。ps:個人使用的民用望遠鏡,也是在你能承受的價格範圍內,優先選擇口徑最大的。一句話,看得清楚看得爽(人家是正經的觀星者,並沒有偷看過對面樓閨房!【污】)


理想光學系統使用瑞利極限計算公式,θ=1.22λ/D
D就是口徑,在光波長確定的情況下,口徑越大,解析度越高。
倍率越大的鏡頭需要越大的口徑,因為它相當於把最小的顯示單位放大了,如果是高倍率低口徑,你看到的就是一大片模糊。
實際上,80口徑的100倍望遠鏡和80口徑的10倍望遠鏡解析度是一樣的,你感覺前者更清楚是因為你的視網膜細胞密度不足以解析後者的信號

瑞利極限計算的是分辨兩個點光源的最小解析度。但並不代表攝影的解析度就是這樣。實際上拍反射光圖像的話解析度要比瑞利極限高。


瀉藥。

對於光學望遠鏡來說 口徑越大 集光力越大,獲得圖像的解析度就越高。

射電等其他大型望遠鏡的大小與獲取信號的多少成正比。口徑越大 波長越短 解析度就越高。


望遠鏡有兩個極重要的指標:解析度(能看到的最小尺寸)和靈敏度(能看到的最微弱的光強度)。
一、解析度。 同波長下望遠鏡越大解析度越高,但對於單面望遠鏡,增大望遠鏡口徑對解析度的提升有限,非質變。但如果用望遠鏡陣的話就可以達到質變,但是望遠鏡陣的基線長也是受限的,畢竟地球就那麼大,再大也大不過地球。將來望遠鏡建到月球的話另說。

二。靈敏度。和望遠鏡大小、以及後端處理器都有重要關係。 處理器相同情況下,望遠鏡越大,靈敏度可以量級提升。 最明顯的例子:我國即將建成的500米口徑望遠鏡FAST。其解析度一般般(觀測波段的波長太長),但是靈敏度就不得了了,目前世界頂級。(可以理解成FAST是個瞎子,很大的東西都看不清長啥樣。但是耳朵超靈敏,有點小信號就能聽到)

三、 當天體距離夠遠時候,幾乎所以天體都是一個點。此時解析度沒那麼重要,靈敏度的量級提升,觀測到的天體也可能是數量級的提升,甚至有可能發現新的天體。從這點上講,大口徑意義重大。


謝邀,簡單說幾句。現在天文望遠鏡的發展趨勢是建造更多射電望遠鏡,以此來彌補光學望遠鏡的不足(比如鏡面精度要求太高,害怕光污染,受天氣和大氣視寧度影響大,鏡片達到一定大小會不可避免因為自身重力產生變形等等)。

不管是光學望遠鏡還是射電望遠鏡,口徑變大都會很明顯地影響集光能力或接受信號的能力,所以要往大了造。不過不管是光學望遠鏡還是射電望遠鏡口徑都不能無限制發展,所以有人想了辦法,

這樣一來只要造一堆小的射電望遠鏡理論上也可以達到一個大的射電望遠鏡的效果了,這樣的方法可以擴展到多國用射電望遠鏡一起合作,創造出一個史無前例的超大望遠鏡。

此外我要很嚴肅地糾正一點,望遠鏡並不能讓我們看得更遠,不管是人眼還是望遠鏡都能看無窮遠,望遠鏡只是提高了人眼的分辨能力。

以上


謝邀!
想不到我也能如此霸氣地說這句話。
首先糾正一下題目,天文望遠鏡的優勢不是「看得更遠」,只要問「你這望遠鏡能看多遠」的,必然是對天文和天文望遠鏡沒什麼了解到人。
一句話回答:望遠鏡口徑越大,搜集光線的能力越強,能看到越暗的天體,看到更多的細節。
望遠鏡能看多遠,取決於天體到我們的距離和它的亮度。簡單地做個比喻,我們晚上能看到月亮,是因為它夠亮,並不能說明我們能夠看到38萬千米那麼遠。如果我們放一隻蠟燭在38萬千米之外(暫時不考慮蠟燭在真空中怎麼燃燒和發光的問題),跟月球一樣的距離,我們還能看見這隻蠟燭么?顯然不能。那又能說我們看不到38萬千米那麼遠么?
望遠鏡的功能在於搜集更多的光線到我們的眼睛或者感測器中,使得我們能夠更集中更清楚地看到目標。再打個比喻,女生宿舍在男生宿舍100米外,如果沒有望遠鏡,男生們能看到女生宿舍的陽台,能看到隱約的人影,其他細節只能靠想像了。這時候小明拿出瞭望遠鏡,對準了同班同學小紅的宿舍,這時候小明的視野變得小了,變得集中了,但是能看到更多的細節了。小明能看到小紅今天穿的是一件連衣裙,能夠看清楚小紅在陽台上晾的衣服,同時也看到了小紅也拿著望遠鏡在看自己。。。
所以望遠鏡能夠讓我們:
1、把本來能看到的天體看得更清楚;如以木星作為目標,肉眼直接看時,我們只能看到一個光點;(以下為Stellarium軟體截圖)

用雙筒的時候,如果你的手夠穩,或者用上腳架,你能大致看到木星是一個面狀圓盤,眼力好的還能稍微看到木衛;

換一個70900的折射,我們能夠看到更大的圓盤,還能看到周圍有4個小亮點,也就是它的衛星了;

我們再換一個90900的折射,換上高倍的目鏡,我們這時候能看到木星圓盤上面的條紋了;

再升級一下我們的望遠鏡,我們能看到大紅斑了。。。

(當然,截圖的時候大紅斑還在背面,沒有轉過來。)
再升級。。。直到哈勃望遠鏡的級別,能看到的細節就更多了:

(示例,並非哈勃拍攝,哈勃望遠鏡能看到更多內容。)
2、能看到本來看不到的更暗的天體;比如剛才看木星的時候,我們看到了本來看不到的木星衛星。人類本來是不知道木星衛星的存在的,知道伽利略把望遠鏡對準了木星,這才發現了4顆比較大的衛星(木衛一、木衛二、木衛三、木衛四),所以這四顆衛星又被稱為伽利略衛星。同樣,使用望遠鏡,我們能看到更多的以前看不到的暗星、星系。。。
最後總結更大口徑的望遠鏡的優勢就是:看得更清,看到更暗!


口徑越大越革命啊wwwwww


瀉藥。首先,題目所說看得更遠就是錯的。天文望遠鏡無非兩個主要目的,看到更暗的,看得更清楚。口徑越大集光能力強,就能看到更暗的,而放大倍率決定了能看得更清楚,但很清楚之後又遇到衍射極限的制約,所以口徑在這裡又起到作用,口徑大使得衍射極限變小。當然除了口徑,還有很多其他方面的近步,提升其他性能,最終都是為了科學目標,讓我們更清楚的看宇宙!


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