大名鼎鼎的哈勃望远镜为什么连火星也看不清楚

地球的大气层是咱们人类的生计之本，但它也约束了咱们观测世界的才能，为了脱节这一窘境，1990年4月24日，大名鼎鼎的哈勃望远镜发射升空，在随后的日子里，哈勃望远镜不负众望，为咱们咱们带来了很多令人入神的星空图片，极大地提升了人类对世界的认知。特别是2019年5月发布的“哈勃遗产场” (HLF)，它包含了大约26.5万个星系，其中最陈旧的星系现在与咱们的间隔现已高达400多亿光年。

哈勃望远镜如此强壮的观测才能着实让人拍案叫绝，按理来讲，以这样的实力来观测太阳系内的天体几乎便是“小菜一碟”，那现实果真如此吗？

上图为哈勃望远镜在火星最接近地球的时分所拍摄到的图画，能够正常的看到，这并不能算是一张清楚的图片，多个方面数据显现，这张图片的分辩率仅为13公里，也便是说哈勃望远镜只能分辩火星上13公里以上的物体，它底子就看不清楚火星。现在问题就来了，大名鼎鼎的哈勃望远镜，为什么连火星也看不清楚？

哈勃望远镜能看到400多亿光年外的星系，为何却看不清楚火星？

在望远镜对方针物体的观测的过程中，能够看成是方针物体被分为了若干个几许点（可称之为“物点”），抱负情况下，一个物点宣布的光线经望远镜捕捉后，就会生成一个准确的像点，就这样一个物点对应一个像点，若干个像点就组成了方针物体的图画。

可是因为衍射效应的存在，对应每一个物点，望远镜并不能生成一个准确的像点，而只能生成一块像斑，这被称为“艾里斑”，假设两个物点离得太近，它们对应的“艾里斑”就会相互堆叠然后变得难以分辩，因而望远镜是有一个分辩极限的，关于怎么界说这个分辩极限，人们一般选用的是“瑞利判据”（详细如下图所示）。

“瑞利判据”的相关公式为：最小分辩角θ= 1.22 x 波长/望远镜口径，已知哈勃望远镜的口径为2.4米，波长取可见光的均匀波长500纳米，将它们代入公式，咱们就能够预算出哈勃望远镜的最小分辩角θ= 1.22 x （5 x 10^-7）/2.4 约等于 2.54 x 10^-7 rad（注：rad为弧度）。

在火星最接近地球的时分，两者的间隔约为 5460万公里，将其与哈勃望远镜的最小分辩角相乘，咱们就得出了哈勃望远镜对应火星外表的最小分辩间隔约为 13.88公里，这与上面的火星图片分辩率根本相符。相同的，木星离地球最近时的间隔是 6.3 亿公里，那么在这样一个时间段哈勃望远镜在木星外表的最小分辩间隔就约为160公里，便是下图这个姿态。

而离太阳最远的行星——海王星就显得“不忍目睹”了，它是下图这个姿态的。

那么为什么哈勃望远镜又能看到那些悠远的星系呢？其实咱们再来简略预算一下就能够知道这样的一个问题的答案了。

“NGC 1300”星系是坐落波江座的一个棒旋星系，间隔咱们大约6100万光年，将这个数据与哈勃望远镜的最小分辩角相乘，咱们得出在这个间隔上，哈勃望远镜的最小分辩间隔约为15.494光年。这看上去好像很夸大，但这与“NGC 1300”星系超越10万光年的直径来做比照，就一点都不夸大了。

通过简略的核算，咱们就能够知道以哈勃望远镜的分辩率，在10万光年的跨度上能够上生成6454个像素，要知道一台一般的23寸宽屏显现器的最高分辩率也才 1920 x 1080，也便是说，咱们应该24台这样的显现器才能将这张图画完整地显现出来！

（上图为哈勃望远镜拍摄到的“NGC 1300”星系）

尽管以上仅仅大略的预算，可是咱们仍是能够清楚地看到，哈勃望远镜的分辩率并不是幻想中的那么高，因而它看不清楚火星也在情理之中了，而哈勃望远镜之所以能看到那些悠远的星系，原因是因为这些星系的尺度实在是太大了。

趁便讲一下，往常咱们所说的哈勃望远镜能看到400多亿光年外的星系，其实是将世界胀大的要素也算进去了的，现实上，哈勃望远镜现在接收到的前史最长远的光线来自于130多亿年前，而那些宣布这些光线的天体，在世界胀大的驱动下，现在现已在间隔咱们400多亿光年之外了。

好了，今日咱们就先讲到这儿，欢迎咱们重视咱们，咱们下次再会`

（本文部分图片来源于网络，如有侵权请与作者联络删去）