世界上最强大的望远镜是什么?

世界上最强大的望远镜是什么?

事件视界望远镜中使用的仪器的蒙太奇。来源:ESO/M.Kornmesse

(蜘蛛网eeook.com)据《今日宇宙》(作者:保罗·萨特):世界上最强大的望远镜到底有多强大?

让我们从人眼开始。人眼的角分辨率约为1弧分。这真是令人印象深刻。在地平线上画一个围绕你的圆,把它分成360个小块,称为度数,然后把每个度数分成60弧分。其中一个小切片是人眼的角分辨率。我们可以根据我们观察到的物体的距离将其转化为线性分辨率。所以,如果你看的是大约一公里外的东西,如果它们相距至少三分之一米,你就可以分辨出两个点。

但是,如果你把手指举得离眼睛很近,你可以看到指纹标记中微小的毫米级差异。你无法辨认出一公里外的指纹,如果它和你在同一个房间里,你可以很容易地分辨出相隔三分之一米的东西。角分辨率使我们能够转换和计算我们正在研究的任何遥远物体的线性分辨率,这就是为什么它在天文学中如此方便。

所以,让我们把事情提升一个档次,直接跳到詹姆斯·韦伯太空望远镜。该仪器的主镜直径为6.5米,太大了,甚至无法放入火箭内部,我们不得不将其折叠起来,设计出所有这些巧妙的、折纸般的方案,将其送上太空。这使得望远镜的角分辨率约为十分之一角秒。

所以,以人眼分辨率为例,这已经相当令人印象深刻了。你将其除以60,从弧分变为弧秒,然后除以10,得到十分之一弧秒。所以就在那里,詹姆斯·韦伯太空望远镜的分辨率比人眼好六百倍。举一些有趣的例子,詹姆斯·韦伯可以看到距离它40公里处放置的硬币的细节,或者它可以看到距离望远镜550公里处的规则足球的图案。这是一台令人印象深刻的望远镜。

但我们都同意,詹姆斯·韦伯的制作有点痛苦。已经晚了十年。超出预算数十亿美元。我们喜欢它现在在那里,但在它之前并不有趣。

所以在天文学中,获得更高分辨率的唯一方法是有一个更大的盘子,但更大的碟子很难做到。幸运的是,有一些方法可以作弊。一种方法是使用一种称为干涉测量的技术,在这种技术中,你没有一个大盘子。相反,你有很多独立的小菜肴,然后你巧妙地将它们的答案联系在一起。

这种技术允许您进行独立测量,并将其拼接成更大的图像。这种技术的最佳例子之一被称为事件视界望远镜。这就是我们用来观察遥远黑洞周围物质环的方法。

望远镜本身是由散布在全球各地的仪器组成的。因此,它有效地将地球变成了一个单一的天文收集仪器。

干涉仪有一些缺点,因为你只能在仪器所在的地方拾取信号。如果光线只照射到污垢上,比如望远镜旁边的地面,你就无法将其折叠到图像中。因此,将这些转化为图像是一项复杂的任务。但最终,它会给你疯狂的高分辨率。

事件视界望远镜的分辨率为20微弧秒。事件视界望远镜团队给出的一个令人愉快的例子是,他们可以发现月球表面有一个橙子。这就是他们的决心有多高。

通过使用这样的技巧,天文学家揭开了宇宙的奇迹,探索了宇宙的奥秘。

Paul Sutter是一位宇宙学家、美国国家航空航天局顾问、作家和主持人。




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